os universidade federal de santa maria centro de

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OS UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISÃO DE DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTAÇÃO DE TRECHOS MONITORADOS NA REGIÃO DE SANTA MARIA - RS DISSERTAÇÃO DE MESTRADO MAURICIO SILVEIRA DOS SANTOS Santa Maria, RS, Brasil 2015

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OS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE POacuteS-GRADUACcedilAtildeO EM ENGENHARIA CIVIL

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO

DE DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE

TRECHOS MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA

MARIA - RS

DISSERTACcedilAtildeO DE MESTRADO

MAURICIO SILVEIRA DOS SANTOS

Santa Maria RS Brasil

2015

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO

DE DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE

TRECHOS MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA

MARIA - RS

Mauricio Silveira dos Santos

Dissertaccedilatildeo apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de

Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Aacuterea de Concentraccedilatildeo em Construccedilatildeo Civil

da Universidade Federal de Santa Maria (UFSMRS)

como requisito parcial para obtenccedilatildeo do grau de

Mestre em Engenharia Civil

Orientadora Profordf Drordf Tatiana Cureau Cervo

Coorientador Prof Dr Luciano Pivoto Specht

Santa Maria RS Brasil

2015

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE POacuteS-GRADUACcedilAtildeO EM ENGENHARIA CIVIL

A comissatildeo examinadora abaixo assinada

aprova a Dissertaccedilatildeo de Mestrado

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

elaborada por

Mauricio Silveira dos Santos

como requisito parcial para obtenccedilatildeo do grau de

Mestre em Engenharia Civil

Comissatildeo examinadora

__________________________________

Tatiana Cureau Cervo Drordf (UFSM)

(PresidenteOrientador)

__________________________________

Luciano Pivoto Specht Dr (UFSM)

(Coorientador)

__________________________________

Laura Maria Goretti da Motta DScordf (COPPEUFRJ)

__________________________________

Rinaldo Joseacute Barbosa Pinheiro Dr (UFSM)

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Dedico este trabalho agrave minha esposa Rafaele e ao meu

filho Joatildeo Gabriel pela compreensatildeo nos momentos que

natildeo foi possiacutevel dar a atenccedilatildeo merecida por eles e pelo

apoio e incentivo nos momentos difiacuteceis Aos meus pais

Amauri e Rosangela pelo amor compreensatildeo

companheirismo e dedicaccedilatildeo em todos os momentos da

minha vida Amo muito vocecircs

AGRADECIMENTOS

Inicialmente gostaria de agradecer imensamente agrave minha querida esposa Rafaele Freire

dos Santos pela compreensatildeo companheirismo e paciecircncia em momentos de ausecircncia Sem

seu incentivo e amor nada disso seria possiacutevel Vocecirc me deu o melhor presente da minha vida

o nosso filho Joatildeo Gabriel Freire dos Santos vocecircs dois satildeo a minha vida sem vocecircs nada faz

sentido Amo muito vocecircs

Agradeccedilo a professora Tatiana Cureau Cervo e ao professor Luciano Pivoto Specht

pela orientaccedilatildeo seguranccedila paciecircncia e pela motivaccedilatildeo ao estudo e agrave pesquisa Sua atenccedilatildeo foi

de fundamental importacircncia para o bom andamento dos trabalhos e seratildeo lembrados

eternamente por mim natildeo soacute por esta pesquisa mas tambeacutem pelas conversas duacutevidas tiradas

e amizade transmitida em todos os momentos

Ao professor Deividi da Silva Pereira que de forma indireta por diversos momentos

me orientou e tirou muitas duacutevidas que surgiram durante os estudos Sua dedicaccedilatildeo em

transmitir seus conhecimentos sempre que precisei seratildeo para sempre lembrados

Agrave professora Doutora Laura Maria Goretti da Motta pela disponibilidade em

compartilhar ideacuteias e realizar a avaliaccedilatildeo como membro da banca examinadora

Aos meus pais Amauri Silva Dutra dos Santos e Rosangela Maria Silveira dos Santos

por terem me passado os primeiros ensinamentos da vida e por terem continuado a me

ensianar a ser uma pessoa cada vez melhor Amo muito vocecircs

Aos meus colegas Faacutebio Rossato Fernando Boeira Gustavo Menegusso Daiana

Bruxel Lucas Bueno Mateus Tanski Thaiacutes Aquino Pedro Almeida e outros que foram

muito aleacutem de colegas e amigos pois soacute sendo muito amigo para me aturar e ajudar em todos

os momentos desta pesquisa Sem vocecircs este estudo seria muito mais difiacutecil de ser feito

Muito obrigado pela convivecircncia

Agraves bolsistas de iniciaccedilatildeo cientiacutefica jovens talentos Desirre Cureau e Nubia Wesz

Bolsistas PETROBRAS Valdir Barboza Eduardo Renz Marina Frederich e Lucas Dornelles

aleacutem de todos os bolsistas e voluntaacuterios que passaram pelo GEPPASV e colaboraram com

esta pesquisa sem a ajuda de vocecircs com certeza esta pesquisa natildeo seria a mesma

A todos os professores e alunos do grupo GEPPASV pelos ensinamentos

companheirismo e amizade compartilhados durante todo o periacuteodo do mestrado

Agrave PETROBRAS pelo financiamento da pesquisa e agrave UFSM pelo espaccedilo de estudo

Enfim obrigado a todas as pessoas que fazem parte da minha vida e contribuem para o

meu sucesso

RESUMO

Dissertaccedilatildeo de Mestrado Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Universidade Federal de Santa Maria RS Brasil

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

AUTOR MAURICIO SILVEIRA DOS SANTOS

ORIENTADORA TATIANA CUREAU CERVO

COORIENTADOR LUCIANO PIVOTO SPECHT

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Em um paiacutes com dimensotildees continentais como o Brasil infraestrutura de rodovias que proporcione um

deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que

a grande maioria dos insumos e das pessoas se desloca diariamente para regiotildees distantes Eacute por meio da

gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos tempos corretos que estas rodovias

fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus deslocamentos Uma forma de realizar esta gerecircncia de

maneira adequada eacute fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de manutenccedilotildees

disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de intervenccedilotildees Com isso o objetivo

desta pesquisa eacute realizar o monitoramento de trecircs trechos implantados na regiatildeo de Santa Maria ndash RS

verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo

de desempenho Para a concretizaccedilatildeo do estudo foi realizado em periacuteodos preacute-determinados ensaios de Mancha

de Areia Pecircndulo Britacircnico Irregularidade Longitudinal Afundamento em Trilha de Roda Levantamento

Visual de Defeitos e Levantamento de Bacia de Deflexotildees atraveacutes da Viga Benkelman e Falling Weight

Deflectometer (FWD) na Avenida Roraima (trecho de restauraccedilatildeo) Avenida Heacutelvio Basso e no Trevo dos

Quarteacuteis (trechos novos) Aleacutem destes ensaios foram feitas contagens quantitativas e classificatoacuterias dos

veiacuteculos que solicitavam os trechos com a intenccedilatildeo de encontrar o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo atraveacutes dos caacutelculos de FEC pela metodologia AASHTO e USACE Com isso obteve-se no total 34

modelos de previsatildeo de desempenho para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso (17 AASHTO e 17 USACE)

Natildeo foram desenvolvidos modelos para o Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o mesmo estaacute em iniacutecio de

monitoramento Aleacutem dos modelos de previsatildeo de desempenho foram realizadas avaliaccedilotildees do desempenho dos

trecircs trechos monitorados agrave mediada que o mesmo era solicitado pelo traacutefego sendo verificado que a Avenida

Roraima apresentou os maiores valores de deflexatildeo IGG e Aacuterea Trincada Jaacute o Trevo dos Quarteacuteis apresentou os

maiores valores de ATR Foram realizadas retroanaacutelises pelo software BAKFAA para obtenccedilatildeo de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas dos pavimentos estudados e de forma geral encontrou-se valores coerentes com

os estudados na literatura Fez-se tambeacutem anaacutelises estruturais atraveacutes do software AEMCSisPAv (2009) a fim

de encontrar a estimativa de durabilidade dos trechos A Avenida Roraima apesar de ser um trecho antigo e

apresentar a maior quantidade de defeitos prematuramente foi a que teve a maior previsatildeo de durabilidade entre

os trecircs trechos Aleacutem disso realizou-se a anaacutelise estrutural da Avenida Roraima pela norma DNER PRO

0111979 uma vez que se trata de uma restauraccedilatildeo de um pavimento e constatou-se que este trecho tem previsatildeo

de durabilidade de cinco anos e dez meses Assim o monitoramento e obtenccedilatildeo de modelos de previsatildeo de

desempenho satildeo de suma importacircncia para a boa gerecircncia dos pavimentos

Palavras-chave Trechos Monitorados Modelos de previsatildeo de desempenho Durabilidade

ABSTRACT

Masterrsquos Dissertation

Post-Graduation Program in Civil Engineering

Federal University of Santa Maria RS Brazil

DEVELOPMENT PERFORMANCE PREDICTION MODELS BY

IMPLANTATION OF MONITORED STRETCHES IN THE REGION OF

SANTA MARIA RS

AUTHOR SANTOS MAURICIO SILVEIRA DOS

ADVISOR CERVO TATIANA CUREAU

ADVISOR CO SPECHT LUCIANO PIVOTO

Santa Maria JULY 16th

2015

In a country with continental dimensions like Brazil road infrastructure that provides a displacement with

comfort and safety is extremely important once it is from these roads that the majority of supplies and people

moves daily to distant regions Is through appropriate management of corrective floors and measurements taken

at the correct times that these highways provides safety and comfort to users in their displacement One way to

perform this management properly is making use of performance prediction models that makes the manager can

predict the appearance of defects and the necessity of performing maintenance providing financial resources

required for repairs Thus the objective of this research is to monitor three highway stretches implemented in the

region of Santa Maria - RS checking their functional and structural performance in order to assist in the

development of performance prediction models To achieving the study tests were performed at predetermined

periods Sand Patch British Pendulum Roughness Rutting analysis Distress identification and Deflections

Basin Survey by Benkelman Beam and Falling Weight Deflectometer (FWD) at Roraima Avenue (restoration

stretch) Heacutelvio Basso Avenue and Quarteacuteis Intersection (new highway stretches) In these tests quantitative and

classifying counts of vehicles were made in order to find the number of equivalent demand of standard axis

through the FEC calculation by AASHTO and USACE methodology With that was obtained in all 34

performance prediction models for Avenues Roraima and Heacutelvio Basso (17 - AASHTO and 17 - USACE) No

models have been developed for Quarteacuteis Intersection once it is at the beginning of monitoring In addition to

performance prediction models performance evaluations were carried out of three sections monitored the

mediated that it were requested by the traffic and found that the Roraima Avenue had the highest deflection

values IGG and cracked area The Quarteacuteis Intersection had the highest values of rutting Back Analysis were

performed by BAKFAA software to obtain resilient modulus in all layers of pavements studied and in general

met values coherent with those studied in the literature It was also made structural analysis by AEMCSisPAv

(2009) software in order to find the estimated durability in the highway stretches The Roraima Avenue despite

being an old stretch and present the highest amount of early distress was the one that had the highest prediction

of durability between the three analysed sections Furthermore structural analysis was performed for Roraima

Avenue by standard DNER PRO 0111979 once it is a restored pavement it was found that this stretch is

expected five years and ten months of durability Therefore monitoring and obtaining performance prediction

models are extremely important for the proper management of pavements

Keywords Stretches Monitored Performance prediction models Durability

LISTA DE FIGURAS

Figura 21 Tensotildees em um pavimento 28 Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento 30 Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos 34 Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER 39 Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS 40 Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER 41 Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test 41 Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004 58 Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa 74 Figura 32 Rio Grande do Sul 74 Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria 74 Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados 75 Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014 76 Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima 76 Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima 77 Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima 82 Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima 83 Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e novo da Avenida

Roraima 85 Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 91 Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova 92 Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso 94 Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso 95 Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso 98 Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco 99 Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso 99 Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base 100 Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso 101 Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 105 Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso 107 Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis 108 Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 109 Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis 111 Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco 112 Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis 112 Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis 113 Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos Quarteacuteis 114 Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos Quarteacuteis 117 Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis 118 Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia 121 Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico 123 Figura 333 Modelo de IFI 124 Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser 125 Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel 126 Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas 127 Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman 130 Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab 131 Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA 132 Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo 137 Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura 139 Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura 140 Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo 142 Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura 143 Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura 145 Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima 146 Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso 147 Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis 148 Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI 150

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa 150 Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado 151 Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado 152 Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado 152 Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo 154 Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI 155 Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI 157 Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho 158 Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho 159 Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho 159 Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo 161 Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR 162 Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR 164 Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo 165 Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada 167 Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada 169 Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima 171 Figura 428 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso 172 Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis 173 Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo 175 Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura 176 Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

178 Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio

Basso 180 Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

182 Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos 186

LISTA DE TABELAS

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos 35 Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de pavimentos 37 Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados 55 Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003) 56 Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima 79 Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima 80 Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego 81 Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida Roraima 86 Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS 86 Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima 87 Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima 88 Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima 89 Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima 92 Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima 93 Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso 96 Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso 97 Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso 102 Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 103 Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 104 Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio Basso 106 Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso 107 Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis 110 Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis 115 Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis 116 Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis 118 Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 119 Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia 120 Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico 122 Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI 124 Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo 136 Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 136

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p 139 Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 141

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 144

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 149 Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados 153

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p 156 Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados 160 Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados 160

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p 163 Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados 165

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e p 167 Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima 170 Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso 172 Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis 173

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p 175 Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima 178 Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso 180 Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 181 Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC 185 Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados 185 Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens 187

LISTA DE SIGLAS E SIacuteMBOLOS

AASHTO American Association of Highway and Transportation Officials

ABNT Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas

AIMS Aggregate Image Measurement System

ASTM American Society of Testing and Materials

ATR Afundamento de Trilha de Roda

BBR Bending Beam Rheometer

BGS Brita Graduada Simples

CA Concreto Asfaacuteltico

CAP Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

CBR California Bearing Ratio

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado agrave Quente

CCR Concreto Compactado com Rolo

CENPES Centro de Pesquisa da PETROBRAS

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

DSR Dynamic Shear Rheometer

EVA Ethil Vinil Acetat

FHWA Federal Highway Administration

FWD Falling Weight Deflectometer

IFI International Friction Index

IGG Iacutendice de Gravidade Global

IRI International Roughness Index

ISC Iacutendice de Suporte Califoacuternia

LCPC Laboratorie Central des Ponts et Chausses

LTPP Long Term Pavement Performance

MCT Miniatura Compactados Tropicais

MPa Mega Pascal

MR Moacutedulo de Resiliecircncia

MSCR Multiple Stress Creep and Recovery

NBR Norma Brasileira

NCHRP National Cooperative Highway Research Program

PAV Pressurized Aging Vessel

PETROBRAS Petroacuteleo Brasileiro SA

PG Performance Grade

REMQP Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual

RT Resistecircncia agrave Traccedilatildeo

Rsup2 Coeficiente de Determinaccedilatildeo

SBS Styrene-Butadiene-Styrene

SGP Sistema de Gerecircncia de Pavimentos

TSD Tratamento Superficial Duplo

UFSM Universidade Federal de Santa Maria

USACE United States Army Corps of Engineers

VAM Vazios do Agregado Mineral

VB Viga Benkelman

VDM Volume Diaacuterio Meacutedio

SUMARIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 23 12 OBJETIVOS 25

121 Objetivo geral 25

122 Objetivos especiacuteficos 25

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 27 21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS 27 22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS 31

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO 32 231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho 33

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho 38 2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz 43

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson 45 2323 Modelos desenvolvidos por Marcon 46 2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio 49 2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba 50 2326 Modelos desenvolvidos por Benevides 51

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque 52

2328 Modelo desenvolvido por Lerch 55 2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara 57

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello 60

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves 61

23212 Modelos desenvolvidos por Franco 62 23213 Modelos da Shell Oil 63

23214 Modelo desenvolvido por Pinto 64 23215 Modelos do Asphalt Institute 64 23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG) 66

23217 Modelo da FHWA 68 23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs 68

23219 Modelo desenvolvido por Balbo 69 23220 Modelo desenvolvido por Rossato 70

3 METODOLOGIA 73

31 PLANEJAMENTO 73 32 TRECHOS MONITORADOS 74

321 Avenida Roraima 76

3211 Contagem de Traacutefego 77 3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 82

32121 Subleito 82 32122 Base 83 32123 Revestimento 84

321231 Agregados 84 321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 88 321233 Misturas 90

322 Avenida Heacutelvio Basso 94

3221 Contagem de Traacutefego 95 3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 97

32221 Subleito 97

32222 Sub-base 98 32223 Base 99 32224 Revestimento 100

322241 Agregados 101 322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 103

322243 Misturas 104 323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 108

3231 Contagem de Traacutefego 109 3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 110

32321 Subleito 110

32322 Sub-base 111 32323 Base 112 32324 Revestimento 113

323241 Agregados 114 323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 115 323243 Misturas 116

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS 120 331 Macrotextura 120 332 Microtextura 121 333 International Friction Index - IFI 123 334 International Roughness Index ndash IRI 124

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR 125 336 Levantamento de Defeitos 126

337 Viga Benkelman 128

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD 130

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise 131

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS 135

41 MACROTEXTURA 136 42 MICROTEXTURA 141 43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI 145

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI 151 45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR 157

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO 164 47 DEFLEXAtildeO 169

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE 177

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL 183 491 Anaacutelise mecanicista 184 492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979 189

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 191 51 CONCLUSOtildeES 191 52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS 193 REFEREcircNCIAS 195

1 INTRODUCcedilAtildeO

Uma infraestrutura de transporte adequada proporciona a qualquer sociedade um

grande e importante desenvolvimento social e cultural atraveacutes da mobilidade de produtos e

pessoas Para o Brasil que eacute um paiacutes de dimensotildees continentais uma infraestrutura de

rodovias que proporcione um deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente

importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que a grande maioria dos insumos e das

pessoas se desloca diariamente para regiotildees com distacircncias grandes

De acordo com o Ministeacuterio do planejamento Orccedilamento e Gestatildeo em seu Plano

Plurianual (PPA 2012-2015) aproximadamente 58 da movimentaccedilatildeo de cargas e 48 do

transporte interestadual de passageiros eacute realizada por meio de transporte rodoviaacuterio O

Ministeacuterio do Planejamento menciona ainda que 82 das rodovias federais implantadas no

Brasil satildeo pavimentadas poreacutem esta realidade natildeo se expande para as rodovias estaduais e

municipais sendo que o DNIT (2014) cita que 7865 da malha rodoviaacuteria nacional

considerando os trecircs niacuteveis (federal estadual e municipal) encontram-se natildeo pavimentadas

Eacute por meio da gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos

tempos corretos que estas rodovias fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus

deslocamentos a qualquer tempo Uma forma de realizar esta gerecircncia de forma adequada eacute

fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de

manutenccedilotildees disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de

intervenccedilotildees

Um banco de dados grande que contenha caracterizaccedilatildeo quantitativa e classificatoacuteria

do traacutefego que solicita as estruturas bem como o conhecimento das caracteriacutesticas dos

materiais que foram utilizados na construccedilatildeo em cada uma das camadas do pavimento eacute a

base para realizar uma gerecircncia adequada dos pavimentos Eacute a partir deste banco de dados que

se realiza o desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho dos pavimentos que satildeo

gerenciados

Para Specht (2004) a degradaccedilatildeo do pavimento por deformaccedilotildees permanentes fissuras

de fadiga retraccedilatildeo teacutermica e degradaccedilatildeo estaacute associada a vaacuterios fatores sendo que

deformaccedilotildees permanentes e fissuras por fadiga estatildeo relacionadas com o traacutefego que atua na

via e a estrutura que o pavimento possui enquanto as outras duas estatildeo em funccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais empregados e das condiccedilotildees climaacuteticas que atuam no local O

24

autor comenta ainda que os mais rigorosos defeitos que ocorre em estruturas flexiacuteveis satildeo

apresentados no revestimento e fazem com que seja possiacutevel identificar duas formas

diferentes de solicitaccedilatildeo mecacircnica flexatildeo repetida que causa fissuras de fadiga e compressatildeo

simples que produz acuacutemulo de deformaccedilatildeo permanente

Franco (2007) confirma que os danos estruturais em pavimentos acontecem

principalmente por aplicaccedilotildees de cargas elevadas na estrutura ou devido ao grande nuacutemero de

repeticcedilotildees de passagem das rodas dos veiacuteculos Contudo o autor comenta que muitas das

estruturas dos pavimentos existentes no Brasil natildeo foram dimensionadas para tais solicitaccedilotildees

jaacute que o meacutetodo de dimensionamento tradicional natildeo contempla efeitos da fadiga pois foi

desenvolvido a partir de observaccedilotildees de danos de deformaccedilotildees no subleito

Muitas das formas de dimensionar as estruturas dos pavimentos que devem suportar

as solicitaccedilotildees a que seratildeo impostas durante sua vida uacutetil utilizam meacutetodos empiacutericos com

baixa confiabilidade das previsotildees tomadas como base para seus caacutelculos Faz-se necessaacuterio

uma evoluccedilatildeo nestes meacutetodos de dimensionamento que em curto prazo se faz por meacutetodos

mecaniacutestico-empiacutericos com uso de anaacutelise elaacutestico-linear e a elaacutestico natildeo linear atraveacutes de

programas computacionais calibrados por trechos experimentais que permitam gerar modelos

de previsatildeo de desempenho dos pavimentos

Para chegar a este meacutetodo de dimensionamento mecaniacutestico-empiacuterico satildeo estimados

modelos de previsatildeo de fadiga deformaccedilatildeo permanente e deformaccedilatildeo maacutexima admissiacutevel no

topo do subleito adequados agraves condiccedilotildees ambientais da regiatildeo tanto quanto possiacutevel

atualmente e considerados diversos tipos de configuraccedilatildeo de eixos Franco (2007) comenta

que a modelagem mecaniacutestica-empiacuterica busca melhorar os projetos de pavimentaccedilatildeo em

termos de eficiecircncia estrutural de modo a utilizar materiais cujo desempenho de campo ainda

natildeo se tem experiecircncia suficiente e considerar tambeacutem os efeitos ambientais e de traacutefego

Neste contexto no ano de 2009 deu-se inicio a implantaccedilatildeo de um programa com

abrangecircncia nacional que busca desenvolver um novo meacutetodo de dimensionamento de

pavimentos asfaacutelticos no Brasil Este programa foi denominado de Programa Rede Temaacutetica

de Asfalto implantado pela PETROBRAacuteS com a parceria dos principais Centros de Pesquisa

e universidades brasileiras

Como a UFSM faz parte desta Rede esta pesquisa busca o desenvolvimento de

modelos de previsatildeo de desempenho a fim de prever o comportamento estrutural e funcional

de rodovias na regiatildeo central do Rio Grande do Sul monitorando trechos em verdadeira

grandeza e assim contribuir com o desenvolvimento dos estudos da Rede Temaacutetica do

Asfalto Esta pesquisa contribui para a obtenccedilatildeo de um banco de dados com valores de

25

ensaios climatologia e caracteriacutesticas dos veiacuteculos que solicitam as vias bem como a

caracterizaccedilatildeo dos materiais utilizados em cada uma das camadas de cada trecho monitorado

12 OBJETIVOS

121 Objetivo geral

Este trabalho tem por objetivo geral monitorar trecircs trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar

a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenhos regionais

122 Objetivos especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos estatildeo apresentados da seguinte forma

Acompanhar a construccedilatildeo dos trechos implantados verificando as teacutecnicas

construtivas durante a execuccedilatildeo de cada uma das camadas e coleta de amostras

dos materiais empregados na construccedilatildeo para verificaccedilatildeo da caracterizaccedilatildeo dos

mesmos por ensaios laboratoriais

Realizar a anaacutelise das condiccedilotildees funcionais de serventia e seguranccedila por meio

de mediccedilotildees perioacutedicas de Irregularidade Longitudinal (IRI) Afundamento em

Trilha de Roda (ATR) levantamento de defeitos e valores de Macrotextura e

Microtextura

Obter um valor harmonizado do International Friction Index (IFI) com o

cruzamento dos dados obtidos com os ensaios de Pecircndulo Britacircnico e Mancha

de Areia para cada periacuteodo de ensaio

26

Realizar avaliaccedilotildees perioacutedicas de acordo com o Manual da Rede Temaacutetica do

Asfalto das condiccedilotildees estruturais submetidas ao traacutefego utilizando ensaios

com Viga Benkelman e FWD

Estimar os valores dos Moacutedulos de Resiliecircncia de cada uma das camadas do

pavimento por retroanaacutelise dos valores das bacias de deformaccedilatildeo encontrados

nos ensaios com Viga Benkelman e FWD

Realizar estudos de traacutefego por meio dos dados de contagens semestrais com

avaliaccedilotildees quantitativa e classificatoacuteria dos veiacuteculos que possibilitem a

obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees (N) do eixo padratildeo

Gerar modelos de previsatildeo de desempenho para os pavimentos monitorados

com os valores de Moacutedulo de Resiliecircncia das retroanaacutelises da Viga Benkelman

e FWD com os valores de Macrotextura e Microtextura os valores de IFI

ATR e IRI bem como com a porcentagem de aacuterea com algum tipo de defeito

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

Neste capitulo seraacute apresentado a revisatildeo bibliograacutefica realizada atraveacutes do

demonstrativo dos trecircs principais itens estudados nesta pesquisa que satildeo Mecacircnica dos

Pavimentos Sistemas de Gerecircncia de Pavimentos e Modelos de Previsatildeo de Desempenho

21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS

De acordo com Medina e Motta (2015) a mecacircnica dos pavimentos estuda os

pavimentos como sendo um sistema em camadas sujeitos agraves cargas dos veiacuteculos e geralmente

com o auxilio de programas computacionais realiza os caacutelculos de tensotildees deformaccedilotildees e

deslocamentos conhecidos os paracircmetros de deformabilidade dos materiais Eacute possiacutevel

verificar o nuacutemero de solicitaccedilotildees que leva o revestimento asfaacuteltico agrave ruptura por fadiga e

deve-se observar as deformaccedilotildees permanentes e a ruptura plaacutestica

Diversos fatores influenciam na mecacircnica dos pavimentos no dimensionamento e na

durabilidade da estrutura Dentre estes fatores estatildeo o traacutefego aplicado sobre o pavimento o

clima da regiatildeo onde estaacute a estrutura e os materiais empregados nas camadas do pavimento

Segundo Motta (1991) o carregamento imposto pelo traacutefego de veiacuteculos a avaliaccedilatildeo

dos materiais por meio de ensaios que reproduzam o estado de tensotildees e as condiccedilotildees

ambientais a que os pavimentos estaratildeo sujeitos no campo satildeo fatores que estabelecem a

relaccedilatildeo tensatildeo-deformaccedilatildeo que ocorre nas camadas de uma estrutura

Os materiais de pavimentaccedilatildeo satildeo caracterizados em termos elaacutesticos ou

aproximadamente elaacutesticos de forma que as respostas do pavimento em termos de tensotildees

deformaccedilotildees e deslocamentos devidos agraves cargas do traacutefego ou aos fatores ambientais possam

ser calculadas pelas teorias mecanicistas (MASADA et al 2004)

Para Santos (2005) o carregamento dinacircmico do traacutefego aleacutem de causar deformaccedilotildees

permanentes de trilhas de roda causa principalmente os defeitos de trincas de fadiga dos

pavimentos Como apresentado na Figura 21 na superfiacutecie do pavimento eacute aplicada uma

carga vertical de compressatildeo e nas fibras inferiores da camada asfaacuteltica surgem tensotildees de

traccedilatildeo e de compressatildeo devido ao carregamento e descarregamento repetido

28

Figura 21 Tensotildees em um pavimento

Fonte (Medina e Motta 2015)

Existem trecircs mecanismos principais que podem deteriorar um pavimento que satildeo

afundamento de trilhas de roda provocada pela deformaccedilatildeo permanente vertical excessiva

trincas por fadiga da camada asfaacuteltica devido agrave repeticcedilatildeo do carregamento e fissuraccedilatildeo por

trincas teacutermicas consequecircncia de variaccedilotildees de temperatura As trincas teacutermicas ocorrem em

regiotildees de baixa temperatura

Fadiga foi definida por Yoder e Witczak (1975) como sendo um fenocircmeno de trincas

induzidas pelo carregamento repetido do traacutefego devido a repetidos estados de tensatildeo ou

deformaccedilatildeo inferiores ao estado uacuteltimo de tensatildeo ou deformaccedilatildeo de material

Como consequecircncia do estado de tensotildees no pavimento Santos (2005) diz que ocorre

uma gradual deterioraccedilatildeo e que o carregamento e descarregamento constante do pavimento

devido ao traacutefego geram deformaccedilotildees elaacutesticas e nesta movimentaccedilatildeo constante de

deformaccedilatildeo e recuperaccedilatildeo surgem tensotildees de traccedilatildeo nas fibras inferiores da camada (asfaacuteltica)

do pavimento gerando assim o trincamento por fadiga

De acordo com Morgado et al (2007) a deterioraccedilatildeo das propriedades de um material

por efeito da aplicaccedilatildeo ciacuteclica de uma carga eacute o dano por fadiga este ocorre natildeo soacute sob cargas

de amplitude constante como sob cargas de amplitude variaacutevel

Para avaliar a vida de fadiga pode-se utilizar algumas teorias de dano cumulativo

dentre estas teorias estaacute a Lei de Miner que foi concebida em 1945 apoacutes pesquisas sobre o

fenocircmeno da fadiga em metais de uso destinados agrave aviaccedilatildeo (SANTOS 2005)

29

Conforme Morgado et al (2007) das teorias de danos acumulados a que tem tido

maior divulgaccedilatildeo e a mais simples eacute a regra linear proposta por Miner A regra de Miner eacute

traduzida na Equaccedilatildeo 21

11

n

i i

i

N

nD (Equaccedilatildeo 21)

Onde D Dano acumulado de fadiga

ni = nuacutemero de ciclos de carregamento a um niacutevel de tensatildeo ζi

Ni eacute o nuacutemero de ciclos que provocaria ruptura para o mesmo niacutevel de tensatildeo

Santos (2005) menciona ainda que as deformaccedilotildees permanentes na superfiacutecie do

pavimento podem ser provocadas pelo carregamento vertical de compressatildeo oriundo do

traacutefego e podem tambeacutem ser decorrente da compactaccedilatildeo sofrida pelo subleito devido aos

carregamentos do traacutefego causando afundamentos em trilha de roda

Fernandes Jr (1994) afirmou que as trincas por fadiga da camada asfaacuteltica ou de

camadas cimentadas e a deformaccedilatildeo permanente nas trilhas das rodas causadas pelo traacutefego

satildeo as principais formas de deterioraccedilatildeo estrutural dos pavimentos Mas um pavimento pode

ainda deteriorar-se atraveacutes de mecanismos resultantes de fatores ambientais de desgaste por

abrasatildeo irregularidades na distribuiccedilatildeo e dosagem do material asfaacuteltico e de outros fatores

natildeo associados agraves solicitaccedilotildees do traacutefego

As variaccedilotildees climaacuteticas no desempenho de um pavimento devem ser muito bem

observadas uma vez que afetam diretamente o comportamento mecacircnico de alguns materiais

que compotildeem a estrutura especialmente a camada de revestimento e o subleito Em

contrapartida pode-se dar menor ecircnfase ao fenocircmeno do congelamento e degelo das camadas

da estrutura pois essa ocorrecircncia natildeo eacute comum no Brasil (FRANCO 2000)

Segundo Motta (1991) a temperatura do ar e precipitaccedilatildeo satildeo os fatores climaacuteticos

que mais afetam o desempenho de um pavimento Representado por seus elementos baacutesicos o

clima influencia os pavimentos por diversos mecanismos tais como a intemperizaccedilatildeo dos

materiais a alteraccedilatildeo dos moacutedulos de resiliecircncia ou ainda a alteraccedilatildeo das umidades de

equiliacutebrio

De acordo com Franco (2007) a umidade e a temperatura satildeo as duas variaacuteveis

ambientais que podem significativamente afetar as propriedades das camadas e do subleito do

pavimento e assim consequentemente afetar a capacidade da estrutura de suportar o

30

carregamento imposto pelo traacutefego A temperatura do ar atua diretamente nas propriedades

resilientes dos materiais asfaacutelticos devido agrave natureza viscosa dos ligantes asfaacutelticos jaacute a

umidade nas camadas inferiores do pavimento pode significar uma variaccedilatildeo no

comportamento resiliente do material

Medina e Motta (2015) explicam que as variaccedilotildees de temperatura tanto diurnas quanto

sazonais causam variaccedilotildees da rigidez dos materiais asfaacutelticos assim a deformabilidade do

pavimento eacute condicionada pelas variaccedilotildees da temperatura do ar ou das condiccedilotildees

meteoroloacutegicas de um modo geral

Para detalhar melhor os procedimentos analiacuteticos de dimensionamento e mostrar os

fatores que influenciam na mecacircnica dos pavimentos Motta (1991) apresenta na Figura 22

um diagrama com um procedimento detalhado e bastante caracteriacutestico para a determinaccedilatildeo

das espessuras das camadas de uma estrutura

Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento

Fonte (Motta 1991)

Fatores Ambientais

Traacutefego Materiais Disponiacuteveis Teacutecnicas Construtivas

Paracircmetros de Projeto

Variabilidade de cada item

Espessuras Adotadas

Meacutetodos de caacutelculo de

Tensotildees (ζ x )

Paracircmetros de acompanhamento do

desempenho

Estimativa de Vida Uacutetil

Comparaccedilatildeo entre vida estimada e de projeto

Decisatildeo final das espessuras

Satisfatoacuterio

Natildeo

Sat

isfa

toacuteri

o

31

22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS

Segundo Haas et al (1994) um Sistema de Gerecircncia de Pavimentos (SGP) consiste

em um conjunto amplo e coordenado de atividades associadas com planejamento construccedilatildeo

manutenccedilatildeo avaliaccedilatildeo e pesquisa de pavimentos associados a um banco de dados

objetivando otimizar os recursos estabelecimento de programas de manutenccedilatildeo

proporcionando conforto e seguranccedila ao usuaacuterio

De acordo com Hudson et al (1979) um SGP utiliza procedimentos claramente

estabelecidos e racionais para avaliar estrateacutegias e alternativas ao longo de um periacuteodo de

anaacutelise especiacutefico e com base em valores previstos para atributos qualificaacuteveis do pavimento

Envolve o tratamento integrado e coordenado de todas as aacutereas sendo um processo dinacircmico

que incorpora a realizaccedilatildeo de vaacuterios atributos restriccedilotildees e criteacuterios envolvidos no processo de

otimizaccedilatildeo

Fernandes Jr (2001) comenta que os SGP representam uma possibilidade real de se

evoluir de um esquema de manutenccedilatildeo tradicional que se baseia quase sempre na correccedilatildeo de

problemas para um sistema de manutenccedilatildeo planejada onde a atuaccedilatildeo sobre a malha viaacuteria

natildeo eacute realizada somente na soluccedilatildeo de seus problemas imediatos mas tambeacutem em um

trabalho de prevenccedilatildeo que prolongue sua vida uacutetil e garanta padrotildees miacutenimos de serviccedilo em

toda a malha que estaacute sendo gerenciada

Para Albuquerque et al (2004) a gerecircncia de pavimentos eacute subdividida em dois niacuteveis

diferentes de abordagem sendo um destes o niacutevel de rede onde se realiza uma macro visatildeo de

toda a rede rodoviaacuteria e o outro niacutevel dito de projeto onde satildeo abordadas as caracteriacutesticas

peculiares a cada sub-trecho de cada rodovia

A Gerecircncia de Pavimentos depende do monitoramento perioacutedico do pavimento para

obtenccedilatildeo de informaccedilotildees confiaacuteveis sobre a caracteriacutestica fiacutesica da rodovia ao longo do tempo

e da administraccedilatildeo dos dados obtidos Com isso consegue-se saber o que precisa ser feito num

determinado pavimento quando seratildeo necessaacuterias intervenccedilotildees para evitar ruptura e prolongar

a vida de serviccedilo do pavimento onde estatildeo os projetos prioritaacuterios e como devem ser

executadas as intervenccedilotildees de manutenccedilatildeo e reabilitaccedilatildeo do pavimento (FERNADES JR

2001)

Um SGP em niacutevel de rede eacute constituiacutedo usualmente dos seguintes componentes

32

Banco de dados Eacute uma ferramenta muito importante e utilizada em SGP

devendo ser bem estruturado conter dados confiaacuteveis e abundantes Todas as

anaacutelises e decisotildees necessaacuterias satildeo baseadas nas informaccedilotildees e dados

coletados que por isso devem ser objetivos confiaacuteveis e atualizados

(AASHTO 1990)

Moacutedulo de avaliaccedilatildeo de estrateacutegias de conservaccedilatildeo a longo prazo

(planejamento) Compreende a anaacutelise de dados a priorizaccedilatildeo das intervenccedilotildees

e a tomada de decisotildees Os resultados satildeo analisados e adequados atraveacutes do

moacutedulo de programaccedilatildeo para definir soluccedilotildees em niacutevel de projeto e para

estabelecer uma programaccedilatildeo por prioridade teacutecnica e orccedilamentaacuteria

(MARCON 2003)

Moacutedulo de acompanhamento Baseia-se nos dados armazenados no banco de

dados e proporciona o acompanhamentomonitoramento de indicadores do

pavimento A partir da definiccedilatildeo dos criteacuterios de avaliaccedilatildeo para irregularidade

deflexatildeo estrutura qualidade do patrimocircnio e qualidade para o usuaacuterio satildeo

definidos Iacutendices de Qualidade para segmentos homogecircneos das rodovias

(CARDOSO 2000)

De acordo com Oliveira (2013) apoacutes as fases de implantaccedilatildeo do SGP de definiccedilatildeo da

aplicaccedilatildeo dos recursos planejamento projetos orccedilamentos e de execuccedilatildeo das atividades e

monitoramento do desempenho das estruturas de pavimento eacute possiacutevel uma anaacutelise global

dos resultados e posteriormente uma confirmaccedilatildeo ou alteraccedilatildeo dos iacutendices e premissas

utilizados Assim eacute fundamental considerar que esse ajuste pode e deve ser feito ao longo do

tempo considerando as caracteriacutesticas e especificidades de cada Sistema de Gerecircncia de

Pavimentos

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO

Os modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo ferramentas fundamentais

em um Sistema de Gerecircncia de Pavimento tanto em niacutevel de rede quanto de projeto pois com

eles pode-se determinar a condiccedilatildeo futura dos pavimentos e prever investimentos

33

Os modelos de desempenho satildeo estabelecidos para prever a velocidade com que os

valores dos paracircmetros funcionais e estruturais dos pavimentos variam em funccedilatildeo das

solicitaccedilotildees do traacutefego ou das condiccedilotildees climaacuteticas (BASIacuteLIO 2002)

O uso de modelos de previsatildeo possibilita os seguintes aspectos (FHWA 2006)

Determinar a vida remanescente dos pavimentos quando se tem conhecimento da

condiccedilatildeo limite aceitaacutevel

Otimizar a combinaccedilatildeo de projetos estrateacutegias e o tempo para a agecircncia concluir as

metas estabelecidas

Avaliar os impactos temporais de vaacuterios cenaacuterios elencados

Promover o ―feed-back para o processo de projeto do pavimento e

Auxiliar na estimativa dos custos do ciclo-de-vida do pavimento

231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho

Os modelos de previsatildeo podem ser elaborados individualmente para cada paracircmetro

de desempenho ou para um iacutendice de condiccedilatildeo que envolva todos os mecanismos de

deterioraccedilatildeo O niacutevel de complexidade dos modelos pode ser de livre escolha ficando a cargo

do gestor do sistema

O primeiro passo para a sua elaboraccedilatildeo estaacute em determinar a forma desejada para o

modelo Existem dois tipos de modelos que podem ser elaborados para se prever desempenho

de pavimentos (Pedrosa 2002 FHWA 2006) que satildeo

Determiniacutestico Modelo no qual o estado de um sistema eacute definido por causas que se

podem determinar e identificar o descrito adequadamente sem recorrer a elementos

probabiliacutesticos Eacute o modelo matemaacutetico que determina os resultados a partir de

condiccedilotildees iniciais Utiliza-se de regressatildeo para fornecer um uacutenico valor de um

paracircmetro (variaacutevel dependente) a partir de uma ou mais variaacuteveis (variaacuteveis

independentes) Algumas formas matemaacuteticas para modelos determiniacutesticos podem ser

observadas na Figura 23

34

Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos

Fonte Vitorello 2008

Segundo Vitorello (2008) esse tipo de modelo pode ser subdividido nos seguintes

modelos

a) modelos de desempenho estrutural preveem o surgimento e a propagaccedilatildeo

dos defeitos produzidos pela repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

b) modelos de desempenho funcional preveem a queda do iacutendice de serventia

e do coeficiente de atrito da superfiacutecie com a repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

c) modelos de degradaccedilatildeo satildeo derivados de um dos dois anteriores e utilizam

uma funccedilatildeo de degradaccedilatildeo que eacute um indicador normalizado de defeitos ou de queda

do iacutendice de serventia

Probabiliacutestico permite prever os valores de um paracircmetro baseado em matrizes de

transiccedilatildeo probabiliacutestica que estimam a probabilidade de seccedilotildees de pavimentos

mudarem de uma condiccedilatildeo para outra Este tipo de modelo ainda pode ser subdividido

em

a) curvas de sobrevivecircncia eacute um graacutefico de probabilidade x tempo e representa

a porcentagem de trechos que permanecem em serviccedilo apoacutes um certo nuacutemero de anos

(ou de passagens do eixo-padratildeo) sem requererem um grande investimento em

conservaccedilatildeo ou sem necessitarem de restauraccedilatildeo Este graacutefico pode ser elaborado a

partir do histoacuterico de manutenccedilatildeo de pavimentos da rede

35

b) modelos markovianos utilizam a chamada ―Matriz de Transiccedilatildeo que

expressa a probabilidade de um grupo de pavimentos com idades semelhantes e

sujeitos ao mesmo niacutevel de traacutefego passe de um estado de degradaccedilatildeo ou iacutendice de

serventia para outro dentro de um periacuteodo de tempo especificado Este processo eacute dito

estacionaacuterio pois a mudanccedila no estado de serventia do pavimento natildeo dependeraacute do

tempo (com valores estatiacutesticos invariaacuteveis) natildeo sendo adequado para planejamento

da rede (os fenocircmenos naturais natildeo se comportam desta forma) e

c) modelos semi-markovianos satildeo idecircnticos aos modelos markovianos com a

diferenccedila de que considera que o processo seja estacionaacuterio apenas durante

incrementos de tempo

O FHWA (2006) associou os tipos de modelos de previsatildeo de desempenho e variaacuteveis

utilizadas para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos (nacional estadual ou projeto) de acordo

com a Tabela 21

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos

Niacutevel de

Gerecircncia

Determiniacutestico Probabiliacutestico

Resposta

Primaacuteria Estrutural Funcional Deterioraccedilatildeo

Curvas de

Sobrevivecircncia

Modelos de Processo de

Transiccedilatildeo

Deflexatildeo Degradaccedilatildeo PSI

Carga Equivalente

Markov Semi-Markov Tensatildeo Condiccedilatildeo do Pavimento

Seguranccedila

Deformaccedilatildeo

Nacional X X X X

Estadual X X X X X X

Projeto X X X X

Fonte FHWA 2006

Os modelos ainda podem ser subdivididos quanto agrave sua natureza conforme descrito

por Haas et al 1994

Puramente Mecaniacutesticos modelos baseados em paracircmetros de respostas estruturais

como tensatildeo deformaccedilatildeo e deflexatildeo Esses modelos natildeo satildeo considerados modelos de

desempenho

36

Mecaniacutestico-Empiacutericos onde o paracircmetro de resposta estrutural eacute relacionado agrave

deterioraccedilatildeo estrutural ou funcional medida sendo obtido por equaccedilotildees de regressatildeo

Esses tipos de modelo satildeo os mais utilizados para fazer a previsatildeo de desempenho de

pavimentos

Empiacutericos ou de Regressatildeo onde a variaacutevel dependente de deterioraccedilatildeo estrutural ou

funcional eacute relacionada a uma ou mais variaacuteveis independentes como suporte do

subleito aplicaccedilotildees de carga por eixo propriedades e espessuras das camadas do

pavimento fatores ambientais e suas interaccedilotildees e

Subjetivo onde a experiecircncia de engenheiros eacute formalizada atraveacutes de processos de

transiccedilatildeo como o processo de Markov que permite a obtenccedilatildeo de modelos de

desempenho mesmo sem seacuterie histoacuterica de dados Este tipo de modelo eacute um caminho

alternativo para o desenvolvimento preliminar de modelos de desempenho onde a

base de dados requerida natildeo eacute extensa e pode ser obtida em etapas de projeto Esta

abordagem pode ser utilizada independentemente da forma desejada para os modelos

(determiniacutestico ou probabiliacutestico)

Existem quatro criteacuterios que devem ser levados em consideraccedilatildeo para o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho (FHWA 2006)

Um banco de dados adequado agraves condiccedilotildees e interesses do sistema

A inclusatildeo de todas as variaacuteveis importantes que afetem o desempenho

Uma formulaccedilatildeo funcional adequada do modelo e

O criteacuterio estatiacutestico adequado de acordo com a precisatildeo requerida para o modelo

Com uma consistente base de dados os modelos de previsatildeo de desempenho tem uma boa

aplicabilidade agrave pavimentaccedilatildeo principalmente quando desenvolvidos para regiotildees especiacuteficas

Eles devem ser desenvolvidos para famiacutelias de pavimentos com caracteriacutesticas

comuns tais como tipo de superfiacutecie classificaccedilatildeo funcional niacuteveis de traacutefego localizaccedilatildeo

geograacutefica e clima A teacutecnica de se separar os pavimentos em famiacutelias eacute uma boa opccedilatildeo

quando a quantidade de dados natildeo eacute significativa (FHWA 2006)

FHWA (2006) afirma que apesar de serem muito utilizados os modelos

determiniacutesticos fornecem vaacuterios erros de resultados por natildeo levarem em consideraccedilatildeo

variaccedilotildees regionais que ocorrem nos pavimentos Essa situaccedilatildeo soacute eacute contornaacutevel com uma

calibraccedilatildeo destes modelos o que requer um extenso banco de dados

Deve-se utilizar de ferramentas estatiacutesticas para avaliar se os resultados fornecidos

pelos modelos satildeo confiaacuteveis A verificaccedilatildeo do ajuste da correlaccedilatildeo entre variaacuteveis

37

independentes contidas nos modelos de desempenho em niacutevel de rede eacute um bom indicador de

sua capacidade de acerto Os modelos determiniacutesticos devem considerar o valor dos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) para cada uma de suas variaacuteveis independentes Quanto

mais se aproximar do valor 1 (um) maior a correlaccedilatildeo entre as variaacuteveis dependentes e

independentes

A Tabela 22 apresenta o que se espera dos paracircmetros de regressatildeo para modelos

elaborados em niacutevel de rede de projeto

Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de

pavimentos

Niacutevel de Anaacutelise

do SGP Rsup2 REMQP

Tamanho da

Amostra

Nuacutemero de

Variaacuteveis

Independentes

Niacutevel de Rede Valores de meacutedio

para baixo

Valores meacutedios

para altos Grande Mais de uma

Niacutevel de Projeto Valores altos Valores baixos Pequena Uma

Obs

Rsup2 rarr coeficiente de determinaccedilatildeo e

REMQP (Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual) rarr erro meacutedio quadrado que eacute o desvio padratildeo do valor determinado

pelo modelo

Fonte FHWA 2006

Como jaacute mencionado fazendo referecircncia a outros autores pode-se citar que Rodrigues

(2003) resume que os modelos de previsatildeo de desempenho tambeacutem podem ser classificados

de duas maneiras diferentes em termos de forma e em termos de sua natureza Em termos de

forma os modelos podem ser determiniacutesticos ou probabiliacutesticos Os modelos determiniacutesticos

preveem um uacutenico nuacutemero para a vida do pavimento ou para seu niacutevel de degradaccedilatildeo ou

ainda para outro paracircmetro indicador de sua condiccedilatildeo indicados para SGP em niacutevel de

projeto Por outro lado os modelos probabiliacutesticos preveem uma distribuiccedilatildeo dos eventos

citados nos modelos determiniacutesticos adequados para SGP em niacutevel de rede

Em termos de sua natureza os modelos podem ser empiacutericos ou mecaniacutestico-empiacuterico

Os modelos empiacutericos satildeo simples correlaccedilotildees entre o desempenho do pavimento e alguns

38

paracircmetros explicativos referentes ao traacutefego e agrave estrutura do pavimento Os modelos

mecaniacutestico-empiacutericos utilizam o universo de dados experimentais apenas para efeito de sua

calibraccedilatildeo e natildeo para o seu desenvolvimento na medida em que sua forma eacute ditada por leis da

Mecacircnica (HAAS et al 1994)

Eacute de suma importacircncia que a teoria desses modelos seja coerente com o que eacute

observado em experimentos planejados onde exista um alto grau de controle dos paracircmetros

envolvidos como nos ensaios de laboratoacuterio em modelos reduzidos e em pistas

experimentais Caso contraacuterio os fatores de calibraccedilatildeo teratildeo pouco significado e as previsotildees

do modelo final teratildeo baixa confiabilidade

Para maximizar os efeitos da gerecircncia de pavimentos o uso de modelos de previsatildeo de

desempenho confiaacuteveis eacute muito importante A seleccedilatildeo de estrateacutegias oacutetimas de manutenccedilatildeo

depende da viabilidade de uso de modelos que reflitam as condiccedilotildees locais (NUNtildeEZ E

SHAHIN 1986)

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho

Para o uso eficiente e otimizado dos recursos de conservaccedilatildeo eacute necessaacuterio estimar as

condiccedilotildees ou o niacutevel de serventia futuros dos pavimentos administrados em determinada rede

rodoviaacuteria Esta estimativa soacute eacute possiacutevel se o planejador ou o engenheiro de pavimentaccedilatildeo

tiver agrave disposiccedilatildeo modelos de previsatildeo de desempenho realistas Estes modelos satildeo

instrumentos tecnoloacutegicos essenciais para a anaacutelise de estrateacutegias alternativas de projetos de

pavimentos (QUEIROZ 1984)

Algumas pesquisas que satildeo realizadas em grande escala para a obtenccedilatildeo de modelos

de previsatildeo de desempenho utilizam simuladores de traacutefego No Brasil existem alguns

simuladores de traacutefego que podem ser utilizados em pistas experimentais em verdadeira

grandeza que aceleram os processos de degradaccedilatildeo do pavimento reduzindo assim o tempo

necessaacuterio para obtenccedilatildeo dos resultados Como destaque temos a pista experimental do

IPRDNER o simulador de traacutefego da UFRGSDAER e o simulador de traacutefego moacutevel ndash HVS

- Simular

Nuntildeez (1997) ressalta que a pista do IPR foi construiacuteda nos anos de 197475 em

forma circular jaacute o simulador de traacutefego de UFRGS eacute do tipo linear como pode ser visto na

Figura 24 Victorino (2008) explica que o simulador da UFRGS desloca-se a uma velocidade

39

de ateacute 20kmh e realiza cerca de 2500 aplicaccedilotildees de carga por dia podendo obter os danos

corridos em uma rodovia com traacutefego meacutedio durante sua vida uacutetil ou periacuteodo de projeto em

ateacute dois meses

Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER

Fonte Azambuja (2004)

O simulador utilizado por Fritzen (2005) em sua pesquisa foi o simulador de traacutefego

moacutevel ndash HVS (Heacutercules Veiacuteculo Simulador) com caracteriacutesticas semelhantes ao simulador da

UFRGSDAER como pode ser visto na Figura 25 uma vez que foi construiacutedo e

desenvolvido pela empresa Cifali com a colaboraccedilatildeo da Universidade Federal do Rio Grande

do Sul O equipamento tem comprimento total de 207 metros poreacutem pode realizar um

comprimento maacuteximo de simulaccedilatildeo de 11 metros tendo um comprimento de simulaccedilatildeo uacutetil de

5 metros Fritzen (2005) comenta ainda que o simulador pode realizar 350 cicloshora sentido

uacutenico e 700 cicloshora em sentidos opostos

Quando a simulaccedilatildeo ocorre em sentido uacutenico o semi-eixo desloca-se no sentido

longitudinal do equipamento havendo contato do pneu com o pavimento somente em um

uacutenico sentido o retorno se daacute com o rodado suspenso Quando a simulaccedilatildeo eacute feita em sentidos

opostos o contato pneu pavimento se daacute tanto na ida quanto na volta Eacute atraveacutes de uma

unidade hidraacuteulica que ocorre a aplicaccedilatildeo de carga que varia de 15kN ateacute 90kN com uma

40

velocidade maacutexima de 9kmh no semi-eixo o que permite acelerar os esforccedilos associados ao

carregamento e simular efetivamente as sobrecargas (FRITZEN 2005)

Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS

Fonte Fritzen (2005)

Silva (2001) diz que o simulador do IPR eacute uma estrutura metaacutelica composta de trecircs

subestruturas treliccediladas com um conjunto de rodas duplas na ponta de cada uma dessas

subestruturas A autora comenta ainda que o simulador pode chegar a uma velocidade de ateacute

80kmh com velocidade meacutedia de operaccedilatildeo de 40kmh Assim eacute possiacutevel ter 1500 aplicaccedilotildees

de carga por hora podendo obter modelos de desempenho em um curto periacuteodo de tempo A

Figura 26 apresenta o simulador de traacutefego circular do IPRDNER

Os melhores modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo aqueles

desenvolvidos diretamente a partir de dados de campo sistematicamente coletados e

analisados sendo que estes dados de observaccedilatildeo de pavimentos restringem o uso do modelo

ao ambiente de avaliaccedilatildeo (PATERSON 1987 apud ALBUQUERQUE 2007)

Estes modelos aleacutem de prever a condiccedilatildeo dos pavimentos conservados com

determinada atividade de manutenccedilatildeo tambeacutem podem ser uacuteteis para comparar

economicamente vaacuterias alternativas de manutenccedilatildeo ajudando no prognoacutestico do desempenho

do pavimento tratado com accedilotildees de manutenccedilatildeo e restauraccedilatildeo que satisfaccedilam restriccedilotildees de

orccedilamento e desempenho (BASIacuteLIO 2002)

41

Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER

Fonte Silva (2001 apud VICTORINO 2008)

Um dos maiores experimentos em todo o mundo e que deu origem a alguns modelos

de previsatildeo de desempenho foram as pistas da AASHO Road Test desenvolvidas na deacutecada

de 1950 Segundo Senccedilo (1997) eram compostas por 6 circuitos apresentando cada uma duas

retas paralelas ligadas por segmentos circulares como pode ser visto na Figura 27 Cada

circuito tinha duas faixas de rolamento solicitadas pelo mesmo carregamento desde o eixo

simples de 9 kN ateacute o eixo tandem de 220 kN

Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test

Fonte Weingroff ndash FHWA

42

Este experimento realizado nas proximidades de Ottawa Illinois teve como objetivo

principal determinar o desempenho das estruturas estudadas sob a accedilatildeo de um traacutefego

especiacutefico Para alcanccedilar este objetivo a equipe da AASHO utilizou diversas teacutecnicas para a

determinaccedilatildeo do iacutendice de desempenho a partir de dados histoacutericos de serventia ao longo do

tempo (VALE 2008)

Vale (2008) menciona tambeacutem que uma das principais contribuiccedilotildees desta pesquisa

estaacute o meacutetodo de dimensionamento de pavimentos baseado no CBR com sua utilizaccedilatildeo em

aeroportos e a introduccedilatildeo do conceito de repeticcedilatildeo de cargas no dimensionamento Outra

contribuiccedilatildeo dada pelo estudo foram os conceitos para o meacutetodo de dosagem Marshall de

misturas asfaacutelticas apoacutes cinco anos de estudos realizados nas pistas

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo de

deterioraccedilatildeo em termos de irregularidade trincas e afundamento de trilhas de rodas para

pavimentos asfaacutelticos em funccedilatildeo da estrutura do pavimento subleito e traacutefego Esta pesquisa

foi realizada utilizando dados coletados de rodovias dos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo

Paulo e Distrito Federal Estes modelos podem ser utilizados em outros locais poreacutem eacute

necessaacuterio fazer uma calibraccedilatildeo dos mesmos para as caracteriacutesticas de onde ele seraacute utilizado

e uma verificaccedilatildeo dos resultados obtidos atraveacutes da coleta contiacutenua de dados

Um tipo mais geral de sistema de trabalho que inclua outros itens de custo (como

drenagem e terraplenagem) eacute melhor representado pelo ―Highway Design and Maintenance

Standards Model (HDM) Este modelo foi desenvolvido com base em uma extensa pesquisa

realizada no Brasil Quecircnia Iacutendia e Ilhas Caribenhas (BASIacuteLIO 2002)

Hudson et al (1979) concluiacuteram que ―a condiccedilatildeo atual de um pavimento eacute dependente

da sua histoacuteria em termos de estrutura carga suportada e fatores ambientais Toda a accedilatildeo

tomada no presente proporcionaraacute efeitos no futuro do pavimento enfatizando assim a

importacircncia de prever o comportamento futuro dos pavimentos para auxiliar a tomada de

decisatildeo do gestor e para tanto faz-se necessaacuterio o uso de modelos de desempenho que

reflitam as condiccedilotildees reais da rede Tais modelos seratildeo mais realistas quando existir uma

contiacutenua retroalimentaccedilatildeo do banco de dados do sistema

Basiacutelio (2002) destaca que os modelos de previsatildeo de desempenho apresentam

normalmente erros nas estimativas de tempo para execuccedilatildeo de serviccedilos de manutenccedilatildeo ou

reabilitaccedilatildeo dos pavimentos Estes erros costumam ser menores quando o pavimento se

aproxima da vida final e maiores quando estatildeo no iniacutecio da vida uacutetil Desta forma os modelos

devem ser periodicamente atualizados e as previsotildees devem restringir-se a periacuteodos em que

se tenha um razoaacutevel grau de confiabilidade (Haas et al 1994) A impossibilidade de incluir

43

todas as variaacuteveis significativas como drenagem qualidade de construccedilatildeo e condiccedilotildees

climaacuteticas colabora tambeacutem para a ocorrecircncia de erros e incertezas nos modelos

(Watanatada et al 1987 Bolivar e Achuacutetegui 1998)

Alguns modelos de previsatildeo de desempenho merecem ser destacados Aleacutem dos

trabalhos jaacute citados desenvolvidos por Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) e

Paterson (1987 apud ALBUQUERQUE 2007) de repercussatildeo internacional que foram com

algumas adaptaccedilotildees incorporados ao sistema HDM outros trabalhos de grande relevacircncia

foram realizados por Marcon (1996) Basiacutelio (2002) e Yshiba (2003) para respectivamente

os Estados de Santa Catarina Paranaacute e Goiaacutes

Benevides (2006) e Albuquerque (2007) mais recentemente tambeacutem realizaram

estudos para a elaboraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho para os Estados do Cearaacute e

Paraiacuteba no Nordeste do Brasil Nakahara (2005) por sua vez elaborou modelos de previsatildeo

para rodovias urbanas de intenso traacutefego pesado na cidade de Satildeo Paulo e Lerch (2003)

desenvolveu modelos avaliando a reduccedilatildeo da irregularidade em pavimentos do Estado do Rio

Grande do Sul Em seguida seratildeo apresentados mais detalhadamente alguns desses modelos

de previsatildeo de desempenho desenvolvidos baseando-se na literatura nacional e internacional

2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos empiacutericos e

mecaniacutestico-empiacutericos a partir de dados de irregularidade entre outros paracircmetros obtidos

nos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo Paulo e Distrito Federal Alguns destes modelos

foram depois atualizados para o procedimento de projeto de reforccedilo DNER-PRO 1591985

(DNER 1985)

O autor desenvolveu 5 modelos de previsatildeo de desempenho para a irregularidade O

primeiro modelo apresentado correlaciona a irregularidade com o nuacutemero estrutural (Equaccedilatildeo

22) Os dois modelos seguintes por sua vez correlacionam a irregularidade com as deflexotildees

dos pavimentos obtidas com a Viga Benkelman (Equaccedilatildeo 23) e com o Dynaflect (equaccedilatildeo

24) E as duas uacuteltimas correlacionam com o nuacutemero estrutural e a deflexatildeo em conjunto

(Equaccedilatildeo 25 para deflexatildeo com a Viga Benkelman e Equaccedilatildeo 26 para deflexatildeo com o

Dynaflect)

44

2

log02240000795013804781log

SNC

NAERQI acum

(Equaccedilatildeo 22)

Rsup2 = 026 e Erro Padratildeo = 013

acumVB NDATRERQI log102275150165527821 5 (Equaccedilatildeo 23)

Rsup2 = 048 e Erro Padratildeo = 1058

acumD NDAPERQI log0248000751004140131503911log

(Equaccedilatildeo 24)

Rsup2 = 032 e Erro Padratildeo = 013

2

5 log10177

log66839303131656312

acumVB

acum

ND

SNC

NATRERQI

(Equaccedilatildeo 25)

Rsup2 = 052 e Erro Padratildeo = 1022

acumDacum ND

SNC

N

APERQI

log0230log

08560

0623004150107202991log

(Equaccedilatildeo 26)

Rsup2 = 036 e Erro Padratildeo = 013

Onde QI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (contagem km)

ER = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (ER = 0 original

ER= 1 restaurado)

A = idade do pavimento desde a construccedilatildeo ou reabilitaccedilatildeo (anos)

Nacum = nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelos fatores de equivalecircncia da AASHTO

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

TR = variaacutevel indicadora do tipo de revestimento (TR = 0 mistura asfaacuteltica TR =

1 tratamento superficial)

45

DVB = deflexatildeo com Viga Benkelman (102mm)

P = porcentagem do pavimento que recebeu reparos de remendos profundos e

DD = deflexatildeo com Dynaflect (0001 polegadas = 00254mm)

Albuquerque (2007) destaca que o fato de o modelo da equaccedilatildeo 22 correlacionando a

irregularidade com o nuacutemero estrutural ter apresentado desempenho insatisfatoacuterio com baixo

coeficiente de determinaccedilatildeo pode ser devido ao meacutetodo de caacutelculo do SNC utilizado Nas

regiotildees monitoradas para o desenvolvimento do modelo o subleito eacute constituiacutedo de solo

lateriacutetico e a utilizaccedilatildeo de valores medidos de ISC que para solos lateriacuteticos satildeo

particularmente baixos acabaram subestimando a capacidade estrutural dos pavimentos

considerada nos modelos e diminuindo sua correlaccedilatildeo com o QI

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson

Fazendo uso de meacutetodos estatiacutesticos de regressatildeo Paterson (1987 apud

ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo dos principais defeitos dos

pavimentos tais como trincamento irregularidade e afundamento de trilha de roda

Para a irregularidade longitudinal dos pavimentos Paterson desenvolveu o modelo

apresentado na Equaccedilatildeo 27

AGEeNESNCIRIIRI 01530

4

994

0 )1(725 (Equaccedilatildeo 27)

Rsup2 = 075

Onde IRI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (m km)

IRI0 = irregularidade longitudinal inicial (m km)

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

NE4 = representa o nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

de 82 tf calculado com fator de carga da AASHTO (milhotildees por faixa)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

46

Para o afundamento de trilha de roda por sua vez Paterson desenvolveu o modelo

apresentado nas Equaccedilotildees 28 e 29

ERMNECOMPSNCAGERDM 4

3025020166001 (Equaccedilatildeo 28)

Rsup2 = 042

Com

CRXMMPRHDEFERM 00158000900384009020

(Equaccedilatildeo 29)

Onde RDM = profundidade meacutedia das trilhas de roda (mm)

COMP = iacutendice de compactaccedilatildeo relativa meacutedia ponderada pela espessura da

camada sendo obtido em Paterson (1987)

DEF = deflexatildeo maacutexima meacutedia medida com viga Benkelman (102mm)

RH = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (RH=0 original

RH=1 restaurado)

MMP = precipitaccedilatildeo meacutedia mensal (m mecircs) e

CRX = aacuterea de trincamento indexado sendo obtido em Paterson (1987)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

2323 Modelos desenvolvidos por Marcon

Reunindo dados de levantamentos de 2500km da malha rodoviaacuteria do Estado de Santa

Catarina Marcon (1996) desenvolveu linhas de tendecircncia de pavimento para paracircmetros

como irregularidade longitudinal deflexotildees maacuteximas meacutedias iacutendice de gravidade global e

afundamento de trilha de roda Os modelos relacionaram o paracircmetro de desempenho do

pavimento com a idade do revestimento ou com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo

padratildeo Os modelos foram desenvolvidos para trecircs diferentes regiotildees geoloacutegicas do estado de

Santa Catarina A regiatildeo denominada por Marcon (1996) como sendo Regiatildeo 2 eacute a que mais

se aproxima das caracteriacutesticas do presente estudo por se tratar de uma regiatildeo cujos solos satildeo

formados pela decomposiccedilatildeo de rochas sedimentares como argilitos siltitos e arenitos

47

Com relaccedilatildeo agraves caracteriacutesticas gerais da composiccedilatildeo de cada pavimento 838 dos

trechos estudados pelo autor apresentam revestimento de CBUQ e 863 do total de trechos

era formada por brita graduada na camada de base Outra caracteriacutestica dos materiais e

camadas que compotildeem os trechos estudados por Marcon (1996) eacute que 452 da extensatildeo

estudada era composta por macadame seco na sub-base semelhante aos estudos desta

pesquisa onde dois dos trecircs trechos tem sub-base de macadame

Para deflexotildees Marcon (1996) desenvolveu para a Regiatildeo 2 os modelos apresentados

na equaccedilatildeo 210 relacionando a defeito ou a deflexatildeo com a idade dos pavimentos e na

Equaccedilatildeo 211 relacionando com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEDEFM 5458328824 (Equaccedilatildeo 210)

Rsup2 = 037

NADEFM 5100192844 (Equaccedilatildeo 211)

Rsup2 = 050

Os dados de irregularidade longitudinal para a Regiatildeo 2 foram ajustados nos modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 212 relacionado com a idade e na Equaccedilatildeo 213 relacionado com

o nuacutemero estrutural

IDADEQI 1635134818 (Equaccedilatildeo 212)

Rsup2 = 029

2146 1005100478325 NANAQI (Equaccedilatildeo 213)

Rsup2 = 032

Para o afundamento de trilha de roda para a Regiatildeo 2 foram desenvolvidos os

modelos das Equaccedilotildees 214 e 215 respectivamente relacionando o afundamento em trilha de

roda com a idade e o nuacutemero estrutural dos pavimentos

48

IDADETRI 2325082281 (Equaccedilatildeo 214)

Rsup2 = 028

NATRI 7100530513 (Equaccedilatildeo 215)

Rsup2 = 026

Para o iacutendice de gravidade global (IGG) para a Regiatildeo 2 foram elaborados os

modelos apresentados na Equaccedilatildeo 216 que relaciona o IGG com a idade e na Equaccedilatildeo 217

com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEIGG 0159120 (Equaccedilatildeo 216)

Rsup2 = 052

2125 1001100276478 NANAIGG (Equaccedilatildeo 217)

Rsup2 = 061

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

TRI = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

IDADE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo

(anos) e

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

Destaca-se nos modelos desenvolvidos por Marcon a praticidade das equaccedilotildees

estando os paracircmetros relacionados somente agrave idade ou ao nuacutemero equivalente mas esta

condiccedilatildeo soacute eacute vaacutelida para gerecircncia em niacutevel de rede e porque a maioria dos pavimentos tinha

estrutura parecida

49

2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio

Basiacutelio (2002) desenvolveu linhas de tendecircncia de desempenho para rodovias do

Estado de Goiaacutes As linhas de tendecircncia foram propostas para dois tipos de revestimento

Tratamento superficial duplo (TSD) e concreto asfaacuteltico (CBUQ) Esta revisatildeo focaraacute apenas

nos resultados obtidos por Basiacutelio (2002) para pavimentos revestidos com CBUQ ou CA jaacute

que no presente trabalho os estudos foram desenvolvidos em trechos com este tipo de

revestimento

Segundo Basiacutelio (2002) os dados obtidos no ano de 2000 pela Agecircncia Goiana de

Transportes e Obras Puacuteblicas (AGETOP 2000) mostram que apenas 114 da malha

rodoviaacuteria pavimentada no estado de Goiaacutes eram pavimentadas com CA Para as camadas de

base e de sub-base foram geralmente utilizados cascalho lateriacutetico pois se tratar de um

material amplamente distribuiacutedo pelo territoacuterio goiano e que apresenta boa capacidade de

suporte com valores de CBR variando mais frequentemente entre 40 e 70

Assim como nos trechos estudados nesta pesquisa Basiacutelio (2002) informou que a

grande maioria dos veiacuteculos que utilizam os trechos monitorados em seu trabalho eacute composta

por veiacuteculos de passeio aproximadamente 73 Os trechos estudados pelo autor

apresentaram espessuras caracteriacutesticas de camadas de solo bem semelhantes as encontradas

neste estudo sendo as camadas de base geralmente de 17cm e 18cm para camadas de sub-

base embora as camadas de revestimento tivessem espessuras de 25cm bem inferiores as

camada encontradas neste trabalho

Foram desenvolvidas por Basiacutelio (2002) linhas de tendecircncia para deflexatildeo (Equaccedilatildeo

218) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 219) afundamento de trilha de roda (Equaccedilatildeo

220) e trincamento (Equaccedilatildeo 221) para os trechos monitorados que apresentaram camadas

de revestimentos compostas por CBUQ

60257109107 7213 NANADEFM (Equaccedilatildeo 218)

Rsup2 = 061

74137102103 6213 NANAQI (Equaccedilatildeo 219)

Rsup2 = 061

50

98141106 7 NAATR (Equaccedilatildeo 220)

Rsup2 = 066

69820101 5 NATRI (Equaccedilatildeo 221)

Rsup2 = 081

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

ATR = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

TRI = porcentagem da aacuterea trincada

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba

Com dados obtidos da malha rodoviaacuteria do Estado do Paranaacute Yshiba (2003) elaborou

modelos estatiacutesticos de deflexatildeo e irregularidade longitudinal para pavimentos originais e

restaurados Tal trabalho teve como base dados histoacutericos da avaliaccedilatildeo funcional e estrutural

das condiccedilotildees da malha rodoviaacuteria neste estado entre os anos de 1995 e 1998

Os pavimentos estudados na pesquisa de Yshiba (2003) eram constituidos de

revestimento em concreto asfaacuteltico com espessuras entre 3 e 10cm base em brita graduada

com espessuras entre 10 e 20cm e sub-base granular com espessuras entre 10 e 30cm sendo

que a regiatildeo do estudo apresenta formaccedilatildeo geoloacutegica de derrame basaacuteltico correspondendo a

42 da aacuterea total do Estado do Paranaacute Para pavimentos com revestimento original foram

obtidos os modelos apresentados na Equaccedilatildeo 222 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 223 para

irregularidade longitudinal

)()(811)(754)(254)(78056 SPIPSPNPIPDEF (Equaccedilatildeo 222)

Rsup2 = 062

51

)()(080)()(090

)(160)(310)(38082

SPIPNPIP

SPNPIPIRI

(Equaccedilatildeo 223)

Rsup2 = 075

Onde DEF = deflexatildeo determinada com a Viga Benkelman (102mm)

IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (m km)

8

13)(

IIP sendo I a idade em anos do revestimento

5

4

10

105)(

NNP

sendo N o nuacutemero de solicitaccedilotildees de traacutefego e

2

55)(

SSP

sendo S o nuacutemero estrutural corrigido

Para pavimentos restaurados por sua vez foram desenvolvidos os modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 224 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 225 para irregularidade

longitudinal

)()(441)(72)(813)(22247 SPNPPSNPIPDEF (Equaccedilatildeo 224)

Rsup2 = 083

)(140)(220)(120372 SPNPIPIRI (Equaccedilatildeo 225)

Rsup2 = 081

Onde as siglas tecircm os mesmos significados anteriores

2326 Modelos desenvolvidos por Benevides

Benevides (2006) elaborou modelos de irregularidade longitudinal com dados de

perfilocircmetro a laser de 72 trechos da malha rodoviaacuteria da regiatildeo Metropolitana de Fortaleza

no Estado do Cearaacute

52

Os 72 trechos escolhidos por Benevides (2006) para realizaccedilatildeo de seu estudo

perfizeram um total de 493946 km de rodovias sendo 42 trechos com revestimento em

Concreto Betuminoso Usinado a Quente - CBUQ perfazendo uma extensatildeo de 235466km

81240 km em Areia Asfalto Usinado a Quente - AAUQ sendo dividida em 10 trechos

monitorados e outros 20 trechos em Tratamento Superficial Duplo ndash TSD com um total de

177240 km O autor mostra ainda em seu trabalho que o volume diaacuterio meacutedio de veiacuteculos nos

trechos em TSD variou entre 4686 e 645 veiacuteculos por dia entre 6430 e 251 veiacuteculos por dia

nos trechos com AAUQ e entre 50062 e 2254 veiacuteculos por dia nos trechos com CBUQ

O autor correlacionou os dados de IRI com o Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento

deflexatildeo nuacutemero estrutural e porcentagem de trincamento As equaccedilotildees que representam tais

modelos satildeo as Equaccedilotildees 226 e 227

63615006410021101410 TFDEFPCIIRI (Equaccedilatildeo 226)

Rsup2 = 086

8441010050081203038 TFNECPCIIRI (Equaccedilatildeo 227)

Rsup2 = 093

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

PCI = Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento ()

DEF = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

NEC = nuacutemero estrutural corrigido obtido por correlaccedilatildeo com a deflexatildeo

determinada com FWD e

TF = porcentagem padratildeo do defeito Trinca por Fadiga ()

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque

Com o objetivo de propor a estruturaccedilatildeo necessaacuteria de um SGP apropriado aos

Estados do Nordeste brasileiro Albuquerque (2007) realizou um denso estudo em sua tese de

doutorado no qual desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho a partir de levantamentos

ocorridos nos Estados da Paraiacuteba e Cearaacute Albuquerque (2007) fez uso de ferramentas

53

estatiacutesticas na elaboraccedilatildeo dos modelos de desempenho Foram desenvolvidos modelos para

revestimentos em mistura asfaacuteltica e tratamento superficial Nesta revisatildeo satildeo apresentados os

elaborados para misturas asfaacutelticas

Para o Estado da Paraiacuteba Albuquerque (2007) teve como objetivo o estudo da malha

rodoviaacuteria estadual sendo que 4318 desta malha eram pavimentadas com pista simples

Albuquerque (2007) obteve no Sistema de Informaccedilotildees Geograacuteficas Aplicado ao

Planejamento Rodoviaacuterio (SIGA do DER-PB) os seguintes dados de 2006 para realizaccedilatildeo do

estudo de sua tese

Contagem classificatoacuteria de traacutefego entre os anos de 1981 e 2002

Ano da ultima intervenccedilatildeo

Tipos e espessuras de camadas de pavimentos

ISC de camadas granulares e subleito

Levantamentos deflectomeacutetricos

IGG

Raio de curvatura entre os anos de 1990 e 1994

Com estes dados o autor citado desenvolveu modelos de previsatildeo de deflexatildeo

(Equaccedilatildeo 228) e de iacutendice de gravidade global (Equaccedilatildeo 229)

)2990095009207473e NSC(

VBD (Equaccedilatildeo 228)

Rsup2 = 091

)460551530313e747 NSC(IGG (Equaccedilatildeo 229)

Rsup2 = 088

Onde DVB = deflexatildeo determinada com Viga Benkelman (102mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

O objetivo de Albuquerque (2007) no estudo realizado no Estado do Cearaacute tambeacutem

foi verificar apenas as rodovias estaduais sendo que este estado apresentava 1085320km de

54

rodovias estaduais e deste total 3897 eram rodovias pavimentadas A Figura 28 apresenta

toda a malha rodoviaacuteria do Cearaacute no ano de 2006

Atraveacutes do Sistema Integrado de Gestatildeo e Manutenccedilatildeo (SIGMA) disponibilizados

pelos DERT-CE Albuquerque (2007) conseguiu a contagem classificatoacuteria dos veiacuteculos nos

anos de 1994 1997 2000 2004 Cadastro com datas de intervenccedilatildeo espessura e tipo de

materiais utilizados Levantamentos deflectomeacutetricos com FWD nos anos de 1998 2002 e

2005 Levantamentos de Irregularidade do pavimento com integrador tipo resposta (IPRUSP)

em 2001 e 2005 e levantamento visual

Com a obtenccedilatildeo destes dados o autor desenvolveu modelos de previsatildeo de

desempenho para deflexatildeo (Equaccedilatildeo 230) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 231) e

iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento (Equaccedilatildeo 232)

)08880326500601067833e NSC(

FWDD (Equaccedilatildeo 230)

Rsup2 = 084

)0046000230001101775e35173 NSC(IRI (Equaccedilatildeo 231)

Rsup2 = 079

NSCPCR 6145314371 (Equaccedilatildeo 232)

Rsup2 = 089

Onde DFWD = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

PCR = iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

A descriccedilatildeo dos paracircmetros representativos das condiccedilotildees climaacuteticas (C) do nuacutemero

estrutural (S) e do nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees (N) eacute encontrada no trabalho de

Albuquerque (2007)

55

2328 Modelo desenvolvido por Lerch

Lerch (2003) desenvolveu modelo de avaliaccedilatildeo da reduccedilatildeo da irregularidade

longitudinal apoacutes aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo em nove trechos de rodovias do Estado do

Rio Grande do Sul Foram monitorados aproximadamente 265km com registros de

irregularidade antes e apoacutes o recapeamento das rodovias Os valores obtidos foram

comparados com valores previstos pelos modelos lineares e bilineares propostos pelo

programa HDM-4 do Banco Mundial

Os dados utilizados por Lerch (2003) foram coletados pela Coordenadoria de

Programas Especiais (CPROESP) e pela Unidade de Normas e Pesquisas (UNP) sendo

cedidos estes dados pelo Departamento Autocircnomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do

Sul (DAER-RS) No CPROESP foi coletado dados histoacutericos dos pavimentos condiccedilotildees

estruturais e funcionais de rodovias localizadas na metade norte do RS bem como as

condiccedilotildees superficiais e da classificaccedilatildeo tanto qualitativa como quantitativa do traacutefego

Jaacute na UNP foram coletados dados das condiccedilotildees superficiais dos pavimentos

principalmente quanto agrave irregularidade longitudinal apoacutes a execuccedilatildeo das obras de manutenccedilatildeo

dos trechos A Tabela 23 apresenta algumas caracteriacutesticas dos trechos estudados pelo autor

citado

Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Continua

56

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Fonte Lerch (2003)

Pelo fato de Lerch (2003) ter utilizado o programa HDM-4 foi necessaacuterio dividir os

trechos em segmentos Foram estabelecidas 14 redes de segmentos homogecircneos contendo

todas as seccedilotildees de mesmas caracteriacutesticas iniciais (antes da manutenccedilatildeo) e finais (mesma

espessura de recapeamento) como pode ser observado na Tabela 24

Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003)

REDE TIPO DE BASEMATERIAL DO

REVESTIMENTO ANTERIORRESTAURACcedilAtildeO EMPREGADA

1 Recape de 30cm de CBUQ

2 Recape de 40cm de CBUQ

3 Recape de 50cm de CBUQ

4 Recape de 60cm de CBUQ

5 Recape de 80cm de CBUQ

6Reperfilagem de 20cm + Recape

de 40cm de CBUQ

7 Recape de 30cm de CBUQ

8 Recape de 40cm de CBUQ

9 Recape de 60cm de CBUQ

10 Recape de 40cm de CBUQ

11 Recape de 60cm de CBUQ

12Reperfilagem de 20cm + Recape

de 50cm de CBUQ

13Reperfilagem de 20cm + Recape

de 60cm de CBUQ

14 Estabilizada Tratamento Superficial Duplo Recape de 40cm de CBUQ

Granular

Tratamento Superficial Duplo

Concreto Betuminoso Usinado a

Quente (CBUQ)

Preacute Misturado a Frio (PMF)

Fonte Lerch (2003)

57

Das 14 redes estudadas por Lerch (2003) apenas 5 natildeo necessitaram de ajustes nos

paracircmetros das equaccedilotildees de previsatildeo de desempenho do programa HDM-4 Isso ocorreu

devido o fato de que o modelo linear ou o bilinear previam valores proacuteximos aos medidos as

demais redes sofreram algum tipo de ajuste nos paracircmetros das suas equaccedilotildees Com o auxilio

do software ESTATISTICA o autor obteve o modelo de regressatildeo linear muacuteltipla que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 233

173870310 antesIRIESPIRI (Equaccedilatildeo 233)

Rsup2 = 097

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal com a

aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo (mkm)

ESP = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes do reforccedilo (mkm)

2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara

Nakahara (2005) realizou um estudo experimental sobre o desempenho de reforccedilos de

pavimentos asfaacutelticos executados na Avenida Bandeirantes via urbana com elevado volume

de traacutefego comercial pesado localizada no municiacutepio de Satildeo Paulo Nos dados histoacutericos da

construccedilatildeo da Avenida Bandeirantes o autor verificou que o iniacutecio das obras nesta avenida foi

em dezembro de 1969 com a realizaccedilatildeo de 33 furos de sondagem e foi observado que a

maioria destes furos mostrou a presenccedila de argila orgacircnica na regiatildeo da avenida

Nos furos onde os solos apresentaram capacidade de suporte acima de CBR=10 o

sub leito destes locais foi aproveitado como camada de sub-base apoacutes a escarificaccedilatildeo e a

compactaccedilatildeo na espessura de 20cm Nos trechos onde houve necessidade de substituiccedilatildeo do

solo o material importado foi retirado de uma jazida e teve sua classificaccedilatildeo como uma argila

arenosa do Tipo A-6 com Limites de Liquidez de 312 Iacutendice de Plasticidade de 11 e ISC

de 11 Posteriormente foi dimensionado o pavimento da Avenida Bandeirante sendo que as

espessuras meacutedias obtidas para cada camada estatildeo apresentadas na Figura 28

58

Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004

Fonte Nakahara (2005)

Segundo Nakahara (2005) em 1978 a Prefeitura Municipal de Satildeo Paulo realizou obras

de recapeamento asfaacuteltico em toda a extensatildeo da avenida poreacutem natildeo foi mencionado no

trabalho as espessuras colocadas no trecho Em 1991 e 1992 a Avenida Bandeirantes passou

por uma nova intervenccedilatildeo onde foi realizada a fresagem e a construccedilatildeo de camadas de

reforccedilo e a reconstruccedilatildeo da camada de base de alguns trechos Jaacute no ano de 1995 a avenida

passou por um processo de manutenccedilatildeo corretiva com a execuccedilatildeo de remendos superficiais

em defeitos isolados (tapa buracos)

Nos anos de 2002 e 2003 a Avenida Bandeirantes passou novamente por um processo

de restauraccedilatildeo uma vez que esta estava bastante deteriorada e contava com um volume diaacuterio

meacutedio de caminhotildees de 10810 no sentido Rodovia dos Imigrantes e 8338 no sentido

Marginal Pinheiros Para a realizaccedilatildeo das intervenccedilotildees a avenida foi dividida em 2 trechos

sendo que no Trecho 1 foram realizadas apenas correccedilotildees superficiais e construccedilatildeo de

camadas de reforccedilo no Trecho 2 aleacutem das medidas corretivas foram realizadas reconstruccedilatildeo

da camada de base ou do pavimento em alguns trechos na faixa da direita na pista em sentido

Marginal Pinheiro (NAKAHARA 2005)

O autor comenta ainda que antes da restauraccedilatildeo os pavimentos dos trechos foram

fresados ateacute profundidades iguais agraves espessuras de reforccedilo que no sentido Rodovia dos

Imigrantes variaram de 5 a 20 cm no Trecho 1 e variaram de 5 a 22 cm no Trecho 2 Jaacute no

sentido Marginal Pinheiro as espessuras de reforccedilo foram de 5 cm no Trecho 1 e variaram de

5 a 15 cm no trecho 2

59

Para o desenvolvimento da pesquisa foram monitorados os pavimentos durante quatro

anos desde a mais recente restauraccedilatildeo executada na eacutepoca Para a irregularidade obteve-se

modelo para a variaccedilatildeo da irregularidade apoacutes a restauraccedilatildeo (Equaccedilatildeo 234) e para a evoluccedilatildeo

da irregularidade (Equaccedilotildees 235 236 e 237)

antesref IRIhIRI 862010203832 (Equaccedilatildeo 234)

Rsup2 = 090

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

com a aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo

href = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes da aplicaccedilatildeo do reforccedilo

(mkm)

NDREFIRI

910800708604970

1

(Equaccedilatildeo 235)

idadeREFIRI

e10290903104860

13

(Equaccedilatildeo 236)

AA NNDREFIRI

ln012010570107606750

18

(Equaccedilatildeo 237)

Onde IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

REF = variaacutevel indicadora da espessura de reforccedilo (-1 se href lt10cm ou 0 se href

ge10cm)

D = deflexatildeo medida com o FWD (mm)

N = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

do DNER em eixos-padratildeodia

idade = idade do pavimento desde a restauraccedilatildeo (anos)

NA = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

da AASHTO em eixos-padratildeodia

60

Tambeacutem foram desenvolvidos por Nakahara (2005) modelos de previsatildeo de

desempenho para o iniacutecio e evoluccedilatildeo do trincamento

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello

Vitorello (2008) baseado em um estudo experimental na BR-290RS para segmentos

construiacutedos entre os anos 2000 e 2007 (a estrutura contempla 8cm de revestimento asfaacuteltico

15cm de base 30cm de sub-base e 60cm de camada de reforccedilo) desenvolveu tendecircncias de

comportamento do pavimento (Equaccedilotildees 238 a 240) as mesmas foram comparadas aos

modelos de previsatildeo de desempenho desenvolvidos em outras pesquisas Para a irregularidade

e o afundamento de trilha de roda as tendecircncias apresentadas neste estudo comportaram-se

significativamente semelhantes as de outros modelos Por outro lado para a tendecircncia

referente agraves deflexotildees nenhum dos modelos desenvolvidos em estudos anteriores apresentou

comportamento similar ao encontrado na pesquisa evidenciando a importacircncia do

desenvolvimento de modelos particulares para cada rodovia e estrutura

acumNDEF 6518747 (Equaccedilatildeo 238)

Rsup2 = 046

iNQI acum 8158203519 (Equaccedilatildeo 239)

Rsup2 = 051

acumNATR 560362 (Equaccedilatildeo 240)

Rsup2 = 050

Onde DEF = deflexatildeo maacutexima (102mm)

Nacum= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da AASHTO

QI = Coeficiente de irregularidade longitudinal do pavimento (contagemkm)

ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

i = 0 segmento sem intervenccedilatildeo e i = 1 segmento com intervenccedilatildeo

61

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves

Gonccedilalves (2002) desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho para afundamento

em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada Sua pesquisa foi desenvolvida atraveacutes da

construccedilatildeo de duas pistas experimentais que foram submetidas a ensaios acelerados com o

simulador linear de traacutefego da UFRGS tendo espessuras de 50 cm de reforccedilo do subleito em

argila 15 cm de base em Brita Graduada Simples e 4 cm de revestimento sendo uma com

ligante modificado com poliacutemero e outra com CAP-20

Os modelos encontrados para a estrutura que continha revestimento asfaacuteltico com

ligante modificado com poliacutemero estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 241 e 242 para

afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada respectivamente

(Equaccedilatildeo 241)

Rsup2 = 098

(Equaccedilatildeo 242)

Rsup2 = 096

Jaacute para o trecho com revestimento realizado com ligante convencional CAP-20

Gonccedilalves (2002) encontrou os modelos mostrados nas Equaccedilotildees 443 e 444 respectivamente

para afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada

(Equaccedilatildeo 243)

Rsup2 = 097

(Equaccedilatildeo 244)

Rsup2 = 099

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

TRI = Porcentagem de Aacuterea Trincada

Nacum= nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

496300177048870 NATRSBS

1926151011 NTRI SBS

974704

20 10321

NTRI CAP

37110

20 117010310

NxATRCAP

62

23212 Modelos desenvolvidos por Franco

Franco (2007) em sua tese de doutorado compilou o banco de dados existente na

UFRJ de ensaios de carga repetida agrave tensatildeo controlada realizados no laboratoacuterio de

pavimentaccedilatildeo da COPPE e de outros publicados em diversos trabalhos teacutecnicos e cientiacuteficos

para obter os modelos de previsatildeo de fadiga das misturas asfaacutelticas Foram analisados pelo

autor os resultados de 536 ensaios em misturas asfaacutelticas com ligantes tradicionais 51 ensaios

em misturas com ligantes modificados por poliacutemero do tipo SBS ou EVA e 88 ensaios de

misturas com asfalto borracha

Os dados consultados por Franco (2007) foram as dimensotildees do corpo de prova o

percentual de niacutevel de tensatildeo aplicada a carga aplicada (kgf) a pressatildeo aplicada (kgfcmsup2) a

deformaccedilatildeo especiacutefica resiliente a diferenccedila de tensotildees (MPa) o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga o moacutedulo de resiliecircncia meacutedio (MPa) e a Tensatildeo de traccedilatildeo estaacutetica maacutexima (MPa)

Com estes dados foram apresentados dois modelos relacionando a tensatildeo de traccedilatildeo na

camada asfaacuteltica e o desempenho agrave fadiga A Equaccedilatildeo 245 eacute aplicaacutevel a misturas

convencionais a Equaccedilatildeo 246 a ligantes modificados com SBS ou EVA e a Equaccedilatildeo 247

para ligantes asfalto borracha

(Equaccedilatildeo 245)

Rsup2 = 0805

(Equaccedilatildeo 246)

Rsup2 = 0813

(Equaccedilatildeo 247)

Rsup2 = 0676

Onde N= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da USACE

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (MPa)

7408212

6 11109041

MrfclN

t

49317983

7 11104554

MrfclN

t

91811033

3 1110267

MrfclN

t

63

fcl = fator campo laboratoacuterio para aplicaccedilatildeo praacutetica Franco (2007) recomenda o

valor de 10000 advindo das pesquisas de Pinto (1991)

23213 Modelos da Shell Oil

O modelo de fadiga que atualmente eacute conhecido como modelo da Shell foi

desenvolvido por Shook et al (1982 apud HUANG 1993) Os dados utilizados pelo autor

para o desenvolvimento do modelo foram obtidos de ensaios de flexatildeo repetida de vigotas a

deformaccedilatildeo controlada Como o modelo eacute parte de um meacutetodo de dimensionamento acredita-

se que esteja calibrado para as condiccedilotildees especiacuteficas do meacutetodo da Shell (FRANCO 2004)

Do modelo originalmente desenvolvido em 1978 os autores substituiacuteram o moacutedulo de

rigidez pelo moacutedulo dinacircmico e eliminaram o paracircmetro teor de asfalto como variaacutevel de

entrada generalizando ainda mais a forma do modelo As alteraccedilotildees resultaram na Equaccedilatildeo

248

(Equaccedilatildeo 248)

Onde N = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

E = Moacutedulo dinacircmico (psi)

Para o caso da deformaccedilatildeo permanente no subleito a Shell Oil apresenta dois modelos

com confiabilidade de 85 e 95 conforme Equaccedilotildees 249 e 250 respectivamente

(Equaccedilatildeo 249)

(Equaccedilatildeo 250)

Onde v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

3632671506850

EN t

2502 )(1012 fv N

2102 )(1091 fv N

64

Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

23214 Modelo desenvolvido por Pinto

Pinto (1991) sugeriu um modelo baseado em 82 ensaios de fadiga agrave tensatildeo controlada

de seis misturas asfaacutelticas O meacutetodo de ensaio utilizado foi o de compressatildeo diametral com

aplicaccedilatildeo de 60 pulsos de carga por minuto e 014 segundos de duraccedilatildeo da aplicaccedilatildeo da carga

repetida

O modelo desenvolvido por Pinto (1991) que fornece o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga necessaacuterio para a ruptura do corpo-de-prova estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 251

(Equaccedilatildeo 251)

Rsup2 = 0676

Onde Nacum= vida de fadiga em laboratoacuterio

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (kgfcm2)

Pinto (1991) realizou a calibraccedilatildeo do seu modelo com base em observaccedilotildees e anaacutelises

do comportamento no campo de trechos da rodovia BR-101 definindo curvas para estimar os

valores miacutenimos e maacuteximos do fator campo - laboratoacuterio para o seu modelo associados agrave

deformaccedilatildeo especiacutefica inicial e agraves diferenccedilas de tensotildees no revestimento dos trechos da

rodovia analisados Atualmente diversos oacutergatildeos e institutos de pesquisa vecircm utilizando o

coeficiente fcl igual a 10000 como fator campolaboratoacuterio para esse modelo que

corresponde a cerca de 20 da aacuterea trincada do pavimento a uma temperatura de 54ordmC

23215 Modelos do Asphalt Institute

0330652

9 1110079

MrN

t

65

O modelo apresentado na Equaccedilatildeo 252 faz parte do manual de dimensionamento de

pavimentos de rodovias e ruas do Instituto do Asfalto dos Estados Unidos ndash MS-1 de 1969 e

reeditado pela nona vez em 1991

854029133 ||)(103254418 ECN tf (Equaccedilatildeo 252)

Onde C= 10M

Onde asfV = o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV = o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

= o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E = moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica (psi)

Este modelo de fadiga foi desenvolvido a partir de um conjunto de dados obtidos de

ensaios de laboratoacuterio realizados agrave tensatildeo controlada em flexatildeo repetida e calibrada com

dados de seccedilotildees selecionadas da AASHTO Road Test O fator 184 na equaccedilatildeo pode ser

entendido como fator de calibraccedilatildeo campo-laboratoacuterio que permite estimar o nuacutemero miacutenimo

de repeticcedilotildees de carga de eixo simples equivalente de 80kN para que o pavimento acumule

um dano equivalente a uma aacuterea trincada por fadiga de pelo menos 20 em relaccedilatildeo agrave aacuterea

total (Asphalt Institute 1994)

Ainda o Asphalt Institute apresenta um modelo para deformaccedilatildeo permanente do

subleito (Equaccedilatildeo 253)

(Equaccedilatildeo 253)

Onde Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

690844

asfar

asf

VV

VM

474

9 1103651

v

fN

66

23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG)

Um modelo baseado no modelo do Instituto do Asfalto eacute o utilizado no Guia de

Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) poreacutem este modelo eacute apresentado com uma nova

calibraccedilatildeo determinada por otimizaccedilatildeo numeacuterica e por outros modos de comparaccedilatildeo de dados

Tal modelo leva em consideraccedilatildeo a espessura da camada de revestimento o que natildeo eacute

observado nos demais modelos admitindo que a espessura influencia no mecanismo de

ruptura por fadiga do revestimento O modelo tem o formato apresentado nas Equaccedilotildees 254 e

255

2811

94923

1

11004320

ECkN

t

f

(Equaccedilatildeo 254)

Onde MC 10

690844

asfar

asf

VV

VM

(Equaccedilatildeo 255)

Onde asfV eacute o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV eacute o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

eacute o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t eacute a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E

eacute o moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica em psi

O paracircmetro

1k foi inserido no modelo para prever uma correccedilatildeo no dano de fadiga

devido ao efeito da espessura da camada asfaacuteltica O paracircmetro

1k pode ser obtido por meio

das Equaccedilotildees 256 e 257 dependendo se o tipo de fadiga ocorre da base da camada para o

topo ou do topo para a base (trincamento longitudinal) respectivamente

Para o trincamento da base para o topo

67

)4930211(

1

1

00360200003980

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 256)

Para o trincamento do topo para a base

)7357554430(

1

1

8442900010

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 257)

Onde hac = eacute a espessura total da camada asfaacuteltica

As duas previsotildees satildeo realizadas concomitantemente desde que ocorram tensotildees de

traccedilatildeo nos pontos criacuteticos no periacuteodo de anaacutelise para o carregamento selecionado

O Guia de Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) ainda desenvolveu modelos que

estimam a aacuterea trincada a partir do dano de fadiga calculado As funccedilotildees de transferecircncia

como os modelos foram chamados estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 258 e 259

Para o trincamento da base para o topo

60

1

1

6000)100(log 10

2

1 DCCbottom

eFC (Equaccedilatildeo 258)

Onde bottomFC = o trincamento da base para o topo

D = eacute o dano da fadiga da base para o topo

2

1 2 CC 8562

2 )1(408742 hacC

Para o trincamento do topo para a base

)5610(

1

1000)100(log4182 10

Dbottome

FC (Equaccedilatildeo 259)

Onde FCbottom = o trincamento do topo para a base ftmiles

D = eacute o dano da fadiga do topo para a base

68

A calibraccedilatildeo dos modelos de fadiga foi realizada com base em informaccedilotildees e dados de

observaccedilatildeo ao longo do tempo de 82 trechos experimentais localizados em 24 estados

americanos e canadenses A maioria dos trechos avaliados pertence ao programa LTPP (Long

Term Pavement Performance) de instrumentaccedilatildeo e acompanhamento de diversas seccedilotildees de

rodovias americanas que produz um banco de dados bastante amplo de informaccedilotildees sobre as

propriedades e desempenho dos pavimentos (FRANCO 2007)

23217 Modelo da FHWA

Ainda para a fadiga do revestimento pode-se utilizar o modelo do FHWA (2006)

desenvolvido a partir de dados obtidos nas pistas experimentais da AASHO Road Test O

modelo de previsatildeo estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 260

(Equaccedilatildeo 260)

Onde N= vida de fadiga em termos de NAASHTO

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs

Trichecircs (1993) em seu doutoramento estudou a influecircncia do consumo de cimento da

granulometria do tempo de cura e da energia de compactaccedilatildeo no desempenho de CCR

(Concreto Compactado com Rolo) O autor buscou contemplar a utilizaccedilatildeo do CCR em duas

estruturas baacutesicas Camadas de baserevestimento e camadas de base revestida com Concreto

Betuminoso Usinado a Quente

Durante a realizaccedilatildeo de seus ensaios Trichecircs (1993) verificou que a partir do inicio da

realizaccedilatildeo dos ensaios ateacute atingir 10 da vida de fadiga havia um acreacutescimo acelerado de

5123

6 1100921

t

N

69

deformaccedilotildees no corpo de prova que poderia ser devido agrave acomodaccedilatildeo do CP no dispositivo

de aplicaccedilatildeo de carga ou devido a energia consumida na reativaccedilatildeo de fissuras preacute-existente

A partir dos 10 e ateacute atingir de 50 a 70 da vida de fadiga a energia de cada ciclo se

mantinha quase constante com uma pequena taxa de crescimento nas deformaccedilotildees

O autor menciona ainda que acima de 50 a 70 da vida de fadiga jaacute consumida era

possiacutevel observar novamente uma aceleraccedilatildeo na taxa de crescimento das deformaccedilotildees no

corpo de prova Nos ensaios em que era realizado o acompanhamento do crescimento de

trincas era a partir deste momento que as trincas iniciavam sua propagaccedilatildeo Este

comportamento indica que o dano unitaacuterio por fadiga natildeo eacute linear

A partir destes dados o autor desenvolveu modelos de fadiga para CCR com

consumos de cimento de 120kgm3 e 200kgm

3 apresentados nas Equaccedilotildees 261 e 262

respectivamente

(Equaccedilatildeo 261)

(Equaccedilatildeo 262)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23219 Modelo desenvolvido por Balbo

Balbo (1993) desenvolveu com materiais do estado de Satildeo Paulo uma pesquisa

laboratorial que definiu os paracircmetros elaacutesticos e resistentes de uma mistura de Brita

Graduada Tratada com Comento (BGTC) A mistura realizada pelo autor foi feita com uma

curva granulomeacutetrica na faixa B da especificaccedilatildeo de materiais para BGTC projetada pela

ABNT (1990) e com teor de cimento de 4 em relaccedilatildeo ao peso total de agregados mantido

constante para todos os corpos de prova

O autor obteve o teor de umidade das misturas atraveacutes da preparaccedilatildeo de algumas

misturas variando a quantidade de aacutegua com isso verificou a umidade oacutetima por meio de

compactaccedilatildeo na energia intermediaacuteria Para a fabricaccedilatildeo dos corpos de prova foi realizado

RTN 0741591114log10

RTN 5181331014log10

70

compactaccedilatildeo na energia modificada que segundo o autor era indicado como padratildeo para o

material

Apoacutes as moldagens os corpos de prova eram mantidos nos moldes ciliacutendricos

tampados por sete dias para cura da BGTC posteriormente eram desmoldados e mantidos em

compartimento fechado no laboratoacuterio com umidade relativa do ar e temperatura controlada

de 60 e 21ordmC respectivamente Posteriormente realizou ensaios de moacutedulo de elasticidade

resistecircncia agrave compressatildeo resistecircncia agrave traccedilatildeo e fadiga por solicitaccedilotildees agrave traccedilatildeo Para BGTC o

modelo de fadiga encontrado por Balbo (1993) esta apresentado na Equaccedilatildeo 263

(Equaccedilatildeo 263)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23220 Modelo desenvolvido por Rossato

Rossato (2015) utilizou materiais da Avenida Heacutelvio Basso que fez parte deste estudo

como um dos trechos monitorados para desenvolver um modelo de previsatildeo de vida de fadiga

em laboratoacuterio O autor coletou agregado e ligante asfaacuteltico utilizado na mistura asfaacuteltica

colocada na pista e avaliou o fenocircmeno de fadiga e das propriedades elaacutesticas da mistura em

diferentes temperaturas Aleacutem disso o autor utilizou ligante asfaacuteltico modificado com

poliacutemero do tipo SBS com propriedades superiores ao utilizado na pista para realizar um

comparativo da melhoria que ocorre na mistura quando utilizado outro ligante com

propriedades melhores

Durante seu estudo Rossato (2015) avaliou o desempenho da mistura asfaacuteltica nas

temperaturas de 10ordmC 25ordmC e 35ordmC com misturas moldadas em laboratoacuterio seguindo as

caracteriacutesticas de campo com uma pequena alteraccedilatildeo no teor de ligante da mistura descrita no

projeto devido a dosagem realizada no laboratoacuterio que encontrou um teor ideal de 69 de

ligante na mistura Este teor foi o mesmo utilizado para realizaccedilatildeo de alguns ensaios

necessaacuterios para caracterizaccedilatildeo da mistura no presente trabalho

RTN 6081613717log10

71

Ao realizar o ensaio para encontrar a vida de fadiga da mistura em laboratoacuterio que foi

moldada com um ligante 5070 convencional o autor encontrou o modelo apresentado na

Equaccedilatildeo 264

0752514110 103192 MRxN tf

(Equaccedilatildeo 264)

Rsup2 = 071

Onde Nf = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

MR = Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa)

Contudo os modelos apresentados na revisatildeo bibliograacutefica expressatildeo de forma

adequada as caracteriacutesticas e expectativas esperadas no desempenho dos pavimentos

estudados por cada autor Os modelos apresentados pela literatura estudada obtidos a partir

de dados de trechos monitorados mostrou que com um banco de dados amplo eacute possiacutevel o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho que mostram de forma adequada o

que poderaacute acontecer com os pavimentos a medida que os mesmos satildeo solicitados desde que

obedeccedilam as caracteriacutesticas de materiais clima e tipo de construccedilatildeo de cada pavimento

Jaacute para os modelos estudados em laboratoacuterio verifica-se que os mesmos representam

adequadamente o que se espera de cada material empregado em campo da mesma forma que

os modelos encontrados em trechos monitorados Poreacutem os modelos obtidos em laboratoacuterio

necessitam de um fator campolaboratoacuterio que relacione os valores obtidos no laboratoacuterio

com os valores obtidos em campo conseguindo assim mostrar a expectativa de durabilidade

de um material quando empregado em campo

3 METODOLOGIA

Neste capitulo seraacute mostrado todo o processo de metodologia empregado no

desenvolvimento do trabalho desde a localizaccedilatildeo dos trecircs trechos monitorados a parte de

coleta de materiais empregados em cada uma das camadas caracterizaccedilatildeo destes materiais

acompanhamento na construccedilatildeo das camadas e monitoramento dos trechos atraveacutes de ensaios

perioacutedicos

Foram realizadas contagem quantitativa e classificatoacuteria do traacutefego que solicitou cada

um dos trechos monitorados avaliaccedilotildees funcionais com ensaios de Macrotextura

Microtextura International Friction Index (IFI) e International Roughness Index (IRI) Aleacutem

disso foram realizadas as avaliaccedilotildees estruturais com ensaios de Afundamento em Trilha de

Roda (ATR) levantamento visual de defeitos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman e

Falling Weight Deflectometer (FWD) Para cada um destes paracircmetros encontrou-se modelos

de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do numero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

31 PLANEJAMENTO

Esta pesquisa consiste na implantaccedilatildeo e monitoramento de trechos experimentais

dentro do qual a UFSM eacute parceira da REDE TEMAacuteTICA DO ASFALTO da PETROBRAS

para determinaccedilatildeo e calibraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho que daratildeo margem a

elaboraccedilatildeo de um meacutetodo de dimensionamento de pavimentos asfaacutelticos adaptado agraves

diferentes condiccedilotildees climaacuteticas geoloacutegicas e de traacutefego do Brasil

Para tanto acompanhou-se a efetiva implantaccedilatildeo de trecircs trechos experimentais com

seu subsequente monitoramento A avaliaccedilatildeo nas diferentes etapas preacute-execuccedilatildeo execuccedilatildeo e

poacutes-execuccedilatildeo (apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego) foram sendo realizadas conforme indicaccedilotildees da

Rede Temaacutetica de Asfalto (2012) no Manual de Execuccedilatildeo de Trechos Monitorados

Buscou-se estudar algumas variaacuteveis relevantes na pesquisa como tipos de estruturas

diferentes materiais empregados nos trechos de locais diferentes bem como o tipo de

intervenccedilatildeo realizada em cada trecho (um trecho de restauraccedilatildeo e dois trechos de implantaccedilatildeo

de uma estrutura nova) Na Figura 31 eacute apresentado o fluxograma da metodologia da

pesquisa

74

Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa

32 TRECHOS MONITORADOS

Os trecircs trechos monitorados encontram-se na regiatildeo central do estado do Rio Grande

do Sul no municiacutepio de Santa Maria como pode ser visto nas Figuras 32 e 33 O municiacutepio

localiza-se a uma altitude meacutedia de 113 metros acima do niacutevel do mar e segundo Boeira

(2014) esta regiatildeo possui uma formaccedilatildeo geoloacutegica com um tipo de Rocha Vulcacircnica Aacutecida

(Riodacito) sendo este tipo de rocha que se utilizou na formaccedilatildeo das camadas dos trechos

Figura 32 Rio Grande do Sul Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

4 Fonte Google Earth Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

Escolha dos trechos a serem monitorados

Acompanhamento da construccedilatildeo

e coleta de materiais

Caracterizaccedilatildeo dos materiais Monitoramento

Macrotextura Microtextura IRI ATR Levantamento de defeitos Deflexatildeo

IFI Perfilocircmetro

Laser Treliccedila Viga

Benkelman FWD

Modelos de previsatildeo de desempenho

75

O primeiro trecho monitorado (Trecho 1) eacute conhecido como Avenida Roraima um

segmento de restauraccedilatildeo o segundo trecho eacute a Avenida Heacutelvio Basso (Trecho 2) uma pista

nova que foi implantada para a duplicaccedilatildeo de uma via existente e o terceiro trecho localizado

na BR-158 iniciando no km 330 conhecido como Trevo dos Quarteacuteis (Trecho 3) que tambeacutem

eacute uma duplicaccedilatildeo da rodovia existente Todos os trechos podem ser considerados como

trechos de confluecircncia urbana localizados no periacutemetro urbano de Santa Maria onde estaacute

localizada a UFSM Suas localizaccedilotildees podem ser melhor visualizadas na Figura 34

Trevo dos Quarteacuteis Av Heacutelvio Basso Av Roraima UFSM

Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados

Fonte Google Earth

Para todos os trechos foi realizada a caracterizaccedilatildeo de cada uma das camadas

constituintes do pavimento desde as mais inferiores de solo do subleito ateacute o revestimento

bem como levantamentos de traacutefego e ensaios de desempenho do pavimento em serviccedilo

Para maior conhecimento da regiatildeo onde se encontram os trechos monitorados

buscaram-se dados de temperatura e pluviometria no Instituto Nacional de Meteorologia

(INMET) que indica que entre os anos de 2000 a 2014 a cidade de Santa Maria recebeu

precipitaccedilatildeo anual meacutedia em torno de 1700 mm e temperaturas maacuteximas meacutedias de 256ordmC e

temperaturas miacutenimas meacutedias de 148ordmC A Figura 35 apresenta os valores meacutedios das

temperaturas maacuteximas e miacutenimas bem como os valores de precipitaccedilotildees anuais entre os anos

de 2000 a 2014

76

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0

5

10

15

20

25

30

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Pre

cip

itaccedil

atildeo A

nu

al (

mm

)

Tem

per

atu

ra ordm

C

Ano

Maacutexima

Meacutedia

Miacutenima

Meacutedia

Precipitaccedilatildeo

Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014

321 Avenida Roraima

O trecho estaacute localizado na cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul

sendo que sua posiccedilatildeo fica na saiacuteda da Universidade Federal de Santa Maria com o trecho

iniciando na latitude 29ordm42rsquo1935rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5732 Sul e terminando na

latitude 29ordm42rsquo109rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5594rsquorsquo Sul como pode ser visto na Figura 36

Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

Fonte Google Earth

77

Este trecho constituiacutedo de uma via de pista dupla preexistente com extensatildeo de 240m

e apresentava inuacutemeros defeitos como por exemplo panelas trincas interligadas exsudaccedilatildeo

ondulaccedilotildees entre outros sendo que o valor do IGG (Iacutendice de Gravidade Global) era de 240

o que qualificou o pavimento como sendo peacutessimo havendo a necessidade de ser restaurado

O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo argiloso juntamente com uma

base granular de BGS (brita graduada simples) de aproximadamente 17 cm Sobre a BGS

havia um revestimento de concreto asfaacuteltico (CA) com uma espessura meacutedia de 5 cm no qual

foi assente sobre ela uma nova camada de revestimento asfaacuteltico de 5cm Foram realizadas

apenas tapas buracos nos locais onde haviam panelas sem ser realizado qualquer tipo de

remoccedilatildeo do revestimento antigo antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico

A pista de rolamento possui uma largura de 750 metros dividida em duas faixas de

rolamento no mesmo sentido A estrutura do pavimento estaacute apresentada na Figura 37 Este

trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do traacutefego apoacutes sua restauraccedilatildeo na data de 03 de

dezembro de 2012

SUBLEITO

55

17

BGS

REVESTIMENTO VELHO

REVESTIMENTO NOVO

REVESTIMENTO ANTIGO

Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima

3211 Contagem de Traacutefego

A contagem de traacutefego foi realizada conforme o Manual de Estudo de Traacutefego do

DNIT (2006) Esta contagem teve caraacuteter quantitativo e classificatoacuterio dos veiacuteculos que

utilizaram a via diariamente durante o periacuteodo estudado sendo realizada a contagem

REVESTIMENTO NOVO - CA

REVESTIMENTO ANTIGO - CA

BASE - BGS

SUBLEITO ndash ARGILA

78

observando o tipo de veiacuteculo que utilizava a via e em qual faixa de rolamento este veiacuteculo

passava

Com os dados obtidos nestes levantamentos foi possiacutevel estimar o nuacutemero de

solicitaccedilotildees de um eixo padratildeo (N) durante um determinado periacuteodo de tempo possibilitando

assim a obtenccedilatildeo dos modelos de desempenho dos trechos experimentais em funccedilatildeo do N

Para a realizaccedilatildeo do caacutelculo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) foi seguida as

orientaccedilotildees contidas na no Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para caacutelculo do FEC

sugeridos pela AASHTO bem como a premissa de que todos os veiacuteculos passavam na via

com a carga maacutexima legal do eixo jaacute que natildeo foi realizado a pesagem dos veiacuteculos em

nenhum momento

Na Avenida Roraima foi realizada a primeira contagem 6 meses apoacutes a restauraccedilatildeo do

pavimento sendo que esta contagem iniciou as 600 da manha e foi concluiacuteda as 2200 horas

do mesmo dia Obteve-se o valor de Volume Diaacuterio Meacutedio (VDM) que mostra a quantidade

total de veiacuteculos de todas as categorias que passam em um dia na via igual a 5742 veiacuteculos

com fator de frota de 600 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais que solicitaram a

via fator de distribuiccedilatildeo de 8941 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais passando na

faixa mais carregada (faixa externa) e fator de veiacuteculo de 293 que eacute nuacutemero que converte

todas as classes de veiacuteculos em eixos padrotildees

A partir do segundo semestre de 2013 em todos os trechos foi realizada a contagem

durante 3 dias consecutivos das 600 da manha as 2200 horas sendo que no segundo dia a

contagem foi durante 24 horas A segunda contagem na Avenida Roraima foi

aproximadamente 11 meses apoacutes a restauraccedilatildeo obtendo-se nesta o valor de VDM igual 6349

veiacuteculos com o mesmo fator de veiacuteculo da contagem anterior fator de frota de 700 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8857 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada

Como a contagem de 24 horas era realizada apenas um dia da semana em todos os

casos foi realizado um caacutelculo de proporcionalidade no valor dos veiacuteculos que teoricamente

passariam na via no periacuteodo das 2200 agraves 600 Este caacutelculo de proporcionalidade foi realizado

individualmente referente a cada classe de veiacuteculo que passava na via

Para a Avenida Roraima realizou-se um levantamento de dados do nuacutemero de ocircnibus

que passou no trecho monitorado durante o periacuteodo de feacuterias da UFSM tendo em vista que

neste trecho aproximadamente 70 dos veiacuteculos comerciais que passaram era desta classe e

que neste periacuteodo passaram apenas 56 de ocircnibus em relaccedilatildeo ao periacuteodo letivo da UFSM

Para os demais veiacuteculos seguiu-se o mesmo criteacuterio de proporcionalidade utilizado para o

caacutelculo das 24 horas

79

A meacutedia das contagens de 2013 proporcional a cada contagem de traacutefego foi obtida

atraveacutes da proporcionalidade dos periacuteodos de contagem sendo considerado um periacuteodo de

dois meses de feacuterias (janeiro e fevereiro) quatro meses de periacuteodo letivo da UFSM referente

a contagem do primeiro semestre (marccedilo a junho) e seis meses referente a contagem do

segundo semestre (julho a dezembro) com isso obteve-se a Tabela 31 Foi a partir da Tabela

31 que se calcularam os valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo atraveacutes da metodologia de

caacutelculo do FEC apresentada pela AASHTO (NAASHTO) e pela USACE (NUSACE) contidas no

Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para cada mecircs referente ao ano de 2013 utilizando os

dados de fator de veiacuteculo de 293 fator de frota de 641 e fator de distribuiccedilatildeo de 8864

Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

25 19 13 14 17 34 51 171 167 202 244 380 377 361 262 293 355 481 321 249 183 124 78 35 4456

6 0 2 4 7 14 10 22 25 33 39 54 42 33 40 47 47 47 35 25 13 13 5 2 565

2C 1 1 1 0 2 4 7 28 24 16 11 13 17 21 16 15 15 18 17 15 8 6 2 2 259

3C 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 5

2C 0 0 0 0 0 0 1 4 8 9 7 8 5 5 11 7 7 6 2 1 1 0 0 0 81

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 0 0 0 0 0 25

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 4 1 2 3 6 6 20 13 19 25 39 36 31 29 36 37 54 31 25 22 17 23 8 489

5887VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Jaacute no ano de 2014 realizou-se a contagem correspondente a aproximadamente 15

meses apoacutes a restauraccedilatildeo do pavimento Nesta contagem o fator de veiacuteculo reduziu para

295 o fator de frota foi de 719 e o fator de distribuiccedilatildeo de 7929 de veiacuteculos comercias

passando na faixa mais carregada com um VDM igual a 6181 veiacuteculos deslocando-se pelo

trecho monitorado O levantamento de 23 meses foi realizado no mecircs de novembro de 2014 e

80

neste levantamento o VDM foi de 6256 veiacuteculos o fator de distribuiccedilatildeo de 8879 663 de

fator de frota e o fator de veiacuteculo foi 294

Para obtenccedilatildeo da meacutedia das contagens para o ano de 2014 foram considerados dois

meses de periacuteodo de feacuterias (Janeiro e Fevereiro) quatro meses referente ao primeiro semestre

do ano (Marccedilo a Junho) e seis meses referente ao segundo semestre (Julho a Dezembro)

agrupado na Tabela 32 Obteve-se fator de frota de 656 fator de veiacuteculo de 293 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8590 A partir da Tabela 32 e dos dados mencionados realizou-se

caacutelculo do N para os meses de monitoramentos realizados no ano de 2014 Aleacutem disso

encontrou-se ainda uma taxa de crescimento anual do numero N do ano de 2013 para o ano

de 2014 de 115

Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

26 20 13 14 18 35 52 170 177 205 239 371 361 343 262 295 382 494 327 285 194 142 79 35 4539

6 0 2 4 7 14 10 21 32 44 44 53 37 42 33 40 43 34 34 21 18 14 5 2 558

2C 1 1 1 0 2 4 7 27 25 19 13 17 18 21 17 15 17 20 17 13 8 8 3 2 276

3C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3

2C 0 0 0 0 0 0 2 4 7 10 8 8 2 6 8 8 8 5 3 1 1 1 0 0 82

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 3 3 3 1 2 2 2 2 1 1 0 0 0 0 0 24

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 5 2 2 3 6 6 20 14 17 19 33 31 42 31 34 41 50 36 31 24 24 24 8 503

5993VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para realizar uma anaacutelise da importacircncia da realizaccedilatildeo das contagens durante o final de

semana noturnas e de sazonalidades confeccionou-se a Tabela 33 que faz o comparativo

entre a realizaccedilatildeo ou natildeo destas contagens

Para esta anaacutelise foram considerados 6 cenaacuterios de comparaccedilatildeo o primeiro tendo

como referecircncia a contagem realizada como padratildeo da UFSM levando em consideraccedilatildeo as

81

contagens de 3 dias na semana contagem noturna final de semana e periacuteodo de feacuterias da

UFSM O segundo terceiro e quarto desconsiderando alguns dos padrotildees utilizados seja

feacuterias contagem noturna ou de final de semana o quinto cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo

apenas a contagem de 3 dias e o ultimo cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo a realizaccedilatildeo apenas de

uma contagem por ano no padratildeo da UFSM Estes cenaacuterios estatildeo expostos na Tabela 33

Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego

Consideraccedilotildees nas contagens Variaccedilatildeo Variaccedilatildeo Meacutedia

Padratildeo UFSM 357E+05 361E+05

Sem Contagem nas Feacuterias 375E+05 493 387E+05 701 597

Sem Contagem Noturna 343E+05 398 347E+05 404 401

Sem Contagem de Final de

Semana396E+05 1088 406E+05 1226 1157

Contagem Apenas 3 dias das

600 agraves 2200448E+05 2536 461E+05 2768 2652

Padratildeo UFSM com 1

contagem no ano388E+05 852 366E+05 132 492

2013

Avenida Roraima Periodo de Projeto de 1 ano

2014

Padratildeo = Contagem 3 dias consecutivos sendo um durante 24 horas os outros dois das 600

agraves 2200 horas contagem de final de semana e contagem de Feacuterias

Observando a Tabela 33 verifica-se principalmente a importacircncia da realizaccedilatildeo de

contagens na forma considerada como padratildeo para UFSM uma vez que haacute variaccedilatildeo

relativamente alta quando natildeo considerado uma das contagens Quando eacute desconsiderado

apenas o periacuteodo de feacuterias o valor do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

resulta aproximadamente 597 maior isso ocorreu por natildeo ter sido considerado a reduccedilatildeo

do nuacutemero de veiacuteculos que solicita a via neste periacuteodo Quando natildeo eacute realizada a contagem

noturna o Valor de N cai em torno de 401 devido agrave desconsideraccedilatildeo dos veiacuteculos que

solicitam a via neste periacuteodo

Jaacute quando natildeo eacute realizada contagem no final de semana eacute considerado que o mesmo

nuacutemero de veiacuteculos que solicitou o pavimento durante a semana tambeacutem solicitou o

pavimento durante o final de semana e assim o valor de N mostrou-se 1157 maior Quando

eacute considerada apenas a contagem de 3 dias sem a contagem noturna o valor de N apresenta-se

2652 maior devido as outras contagem terem uma reduccedilatildeo do nuacutemero de veiacuteculos que

passam na via principalmente veiacuteculos comerciais o que natildeo eacute considerado neste cenaacuterio

82

No cenaacuterio em que se analisa apenas uma contagem por ano o aumento no valor meacutedio

do N foi de 492 essa diferenccedila ocorreu devido a consideraccedilatildeo dos doze meses do ano com

o mesmo nuacutemero de solicitaccedilotildees o que natildeo ocorre no periacuteodo de feacuterias fazendo com que seja

considerado erroneamente uma solicitaccedilatildeo maior do pavimento

3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32121 Subleito

O solo existente no trecho monitorado foi caracterizado de duas formas A primeira

utilizando o Meacutetodo de Classificaccedilatildeo Unificada atraveacutes dos ensaios de granulometria de solos

por peneiramento seguindo a norma DNER ME 0801994 e posteriormente com o material

passante na peneira nordm 200 foi realizada a granulometria por sedimentaccedilatildeo seguindo a norma

DNER ME 0831998 A Figura 38 apresenta a curva granulomeacutetrica do solo existente no

trecho monitorado da Avenida Roraima

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Pass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100

95 125 19 25

Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima

83

Para a classificaccedilatildeo do solo realizaram-se os ensaios de limite de liquidez pela norma

DNER ME 1221994 e limite de plasticidade seguindo a norma DNER ME 0821994 Na

Avenida Roraima os valores para Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade foram 362 e

18 respectivamente Com esses dois dados foi possiacutevel classificar o solo em argiloso com

baixa compressibilidade (CL) Jaacute pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo Sistema

Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo a classificaccedilatildeo do solo em questatildeo foi de um solo do tipo A6

Tambeacutem foi realizado ensaio de compactaccedilatildeo que seguiu a norma DNER ME

1291994 e obteve o valor de 1724 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um

teor de umidade oacutetima de 19 Para o ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME

0491994 e obteve-se um valor de CBR de 6 e expansatildeo de 010 O ensaio de densidade

real para o solo teve como base a norma DNER ME 0931994 e o valor encontrado foi de

2508 gcmsup3

32122 Base

Para a base foi realizado o ensaio de granulometria segundo a norma ASTM C

1362006 obtendo a granulometria apresentada na Figura 39

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima

84

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles

seguindo a norma ASTM C 1312006 apresentando um valor de perda de 8 Realizou-se

tambeacutem o ensaio de compactaccedilatildeo (DNER ME 1291994) obtendo-se o valor de 2467 gcmsup3

para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 72 Para o

ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME 0491994 e obteve-se um valor de CBR de

117 e expansatildeo de 000

32123 Revestimento

Os revestimentos dos trecircs trechos experimentais foram constituiacutedos de Concreto

Asfaacuteltico (CA) estas misturas foram compostas por um arranjo granulomeacutetrico de agregados

minerais naturais de pedreiras da regiatildeo de Santa Maria e misturadas com um Cimento

Asfaacuteltico de Petroacuteleo (CAP) Tais materiais possuem caracteriacutesticas especiacuteficas para cada

local onde foi coletado e periacuteodo de utilizaccedilatildeo por isso eacute necessaacuteria a caracterizaccedilatildeo dos

mesmos sempre que for alterado o local e o periacuteodo onde foi realizada a mistura

321231 Agregados

Como particularidade nesta camada a Avenida Roraima foi o trecho que possuiacutea uma

camada de revestimento antigo de 5 centiacutemetros de espessura Para conhecer as caracteriacutesticas

do material que estava em uso na pista de rolamento da Avenida Roraima no momento em

que estava sendo realizada a recuperaccedilatildeo do trecho foi realizada a coleta de material para

realizaccedilatildeo do ensaio de extraccedilatildeo de betume com o rotarex seguindo a norma DNER ME

0531994 obtendo-se um teor de ligante da mistura de 63 A anaacutelise granulomeacutetrica dos

agregados utilizados em todos os revestimentos novos foi realizada conforme a norma ASTM

C 1362006

Para os materiais utilizados no revestimento novo da Avenida Roraima foi realizada a

coleta dos agregados e do cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de

asfalto bem como de amostras de massa asfaacuteltica na pista para posteriores ensaios

85

laboratoriais A Figura 310 apresenta as curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos

revestimentos asfaacutelticos antigo e novo da Avenida Roraima sendo que ambos enquadraram-

se na Faixa C do DNIT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

Revestimento

Antigo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e

novo da Avenida Roraima

Com os materiais do revestimento novo da Avenida Roraima realizou-se o ensaio de

determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles e o material apresentou um valor de perda de 1250

Realizou-se tambeacutem a determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos segundo a norma ASTM C 1272007 obtendo-se

respectivamente valores de 2657gcmsup3 de 2472gcmsup3 e de 2804 Para o agregado miuacutedo

o valor de massa especiacutefica foi de 2669gcmsup3 e o ensaio foi realizado segundo a norma

ASTM C 1282007

Foram realizados tambeacutem os ensaios de lamelaridade de agregado grauacutedo seguindo a

norma ASTM D 47912007 e obteve-se o valore de 144 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo

grauacuteda desta dosagem O ensaio de Equivalente de Areia em agregados miuacutedos teve como

base a norma AASHTO T 1762008 encontrando-se o valor de 79

Para o ensaio de massa unitaacuteria e volume de vazios utilizou-se como base a norma

NBR NM 452006 sendo que os dados estatildeo apresentados na Tabela 34

86

Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida

Roraima

Material Massa Unitaacuteria

(kgmsup3)

Volume de

Vazios ()

34 137374 4843

38 132445 5000

Poacute de Pedra 147435 4477

Realizou-se tambeacutem o ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material

finamente pulverizado (DNER-ME 0851994) obtendo-se o valor de 2770gcmsup3

O ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de

soacutedio que segue a norma ASTM C 882005 apresentou um valor de perda de material de

08

Foram realizados tambeacutem os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

forma dos agregados por imagem utilizando o AIMS (Aggregate Image Measurement

System) no Centro de Pesquisa da PETROBRAS (CENPES) A Tabela 35 apresenta os

valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros observados durante os ensaios Os

resultados obtidos para os agregados da Avenida Roraima estatildeo apresentados na Tabela 36

Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS

Iacutendice Aplicaccedilatildeo Faixa Significado dos valores

Miacutenimo Maacuteximo

Forma 2D Agregados

miuacutedos 0 ndash 20 Ciacuterculo perfeito

Totalmente

irregular

Angularidade Agregados

miuacutedos e grauacutedos 1 ndash 10000 Ciacuterculo perfeito Muito angular

Textura Agregados

grauacutedos 0 ndash 1000 Liso Rugoso

Esfericidade 3D Agregados

grauacutedos 0 ndash 1 Natildeo cuacutebico Cuacutebico

Partiacuteculas chatas

e alongadas

Agregados

grauacutedos - -

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

87

Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 940 238

118 946 225

060 864 224

030 847 230

015 788 268

0075 884 226

38 236 878 211

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

475 30343 6605

236 40424 8939

118 43650 9915

060 42337 10656

030 41852 12383

015 33789 13383

0075 22365 9687

38 475 27949 7149

236 36586 10324

34

127 26976 5668

95 27543 5440

475 27270 5193

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 2870 444

38 475 3506 419

34

127 4308 674

95 4428 582

475 3446 538

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 058 010

38 475 067 009

34

1270 073 007

950 069 009

475 067 009

Continua

88

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

Poacute-de-pedra 475 1000 935 674 478 304

38 475 1000 740 220 60 00

34

127 1000 458 63 00 00

95 1000 633 122 20 00

475 1000 660 180 20 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Observando os valores obtidos nos ensaios eacute possiacutevel dizer que o agregado da

Avenida Roraima apresenta em sua forma 2D partiacuteculas medianamente circulares tendo

angularidade de meacutedia a baixa textura meacutedia e esfericidade 3D medianamente cuacutebica Estes

fatores poderatildeo influenciar no desempenho da mistura asfaacuteltica aplicado no trecho

321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica do revestimento novo da Avenida Roraima

determinou-se o ponto de amolecimento pelo Meacutetodo do Anel e Bola seguindo a norma NBR

65602008 chegando-se agrave temperatura de 509ordmC Para o ensaio de penetraccedilatildeo seguiu-se a

norma NBR 65762007 encontrando-se o valor de 65x10-1

mm e obteve-se um valor de

318ordmC para ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland que

seguiu a norma NBR 113412008

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em temperatura elevada usando um

viscosiacutemetro rotacional seguiu a norma NBR 151842004 e na Tabela 37 pode-se encontrar

os valores de viscosidade para trecircs temperaturas diferentes

Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 153 4125 72 186

155 20 75 1875 327 186

177 20 29 875 13 186

89

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo teve-

se como base a norma NBR 62962004 e obteve-se o valor de 1008gcmsup3

Os ensaio de Determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) de ligantes asfaacutelticos

(AASHTO M 3202009) Envelhecimento acelerado de ligantes asfaacutelticos utilizando o vaso

pressurizado de envelhecimento ndash PAV (ASTM D 65212008) Determinaccedilatildeo da rigidez

flexural agrave fluecircncia de ligantes asfaacutelticos utilizando reocircmetro de Viga em flexatildeo ndash BBR

(ASTM D 66482008) Determinaccedilatildeo das caracteriacutesticas reoloacutegicas de ligantes asfaacutelticos

utilizando o reocircmetro de cisalhamento dinacircmico ndash DSR (ASTM D 71752008) e Fluecircncia e

Relaxaccedilatildeo sob Muacuteltipla Tensatildeo ndash MSCR (ASTM D 74052008) foram realizados na

COPPEUFRJ e estatildeo apresentados na Tabela 38 tal ensaio classificou o ligante como sendo

de PG 64-16

Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 288 kPa Atende

64 degC 125 kPa Atende

70 degC 057 kPa Natildeo Atende

58 degC 669 kPa Atende

64 degC 259 kPa Atende

70 degC 127 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Natildeo Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 698 Atende Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

38DSRMSCR 64

22 degC 848524 kPa Natildeo Atende

25 degC 548388 kPa Natildeo Atende

28 degC 372042 kPa Atende

-6 degC 781 MPa Atende

-12 degC 1570 MPa Atende

-18 degC 3360 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0392 - Atende

-12 degC 0345 - Atende

-18 degC 0280 - Natildeo Atende

64 -16 S

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

BBR mgt03

CAP 5070 RoraimaPerformance Grade Continua

90

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 217 065

Rdiff

Jnr(kPa-1) 350 380

Jnrdiff 829

64

MSCR

6977

321233 Misturas

Para realizaccedilatildeo dos ensaios da misturas asfaacuteltica foram coletadas amostras durante a

execuccedilatildeo do trecho monitorado o acompanhamento das execuccedilotildees e dos meacutetodos de

aplicaccedilatildeo e compactaccedilatildeo das misturas asfaacutelticas nas pistas foi tambeacutem realizado

A dosagem pelo Meacutetodo Marshall foi realizada pela empresa construtora do trecho

monitorado e adotou-se uma granulomeacutetrica enquadrada na faixa C do DNIT um teor de

betume de 615 e os valores de 43 para Volume de Vazios 175 para os Vazios de

Agregado Mineral (VAM) 75 para Relaccedilatildeo Betume Vazios e uma densidade aparente de

2156gcmsup3 A densidade maacutexima de misturas betuminosas natildeo compactadas realizada pelo

Meacutetodo RICE e seguindo a norma NBR156192012 foi de 2338gcmsup3 a relaccedilatildeo filler-

betume foi de 102

Na Figura 311 estatildeo fatores que ilustram o acompanhamento durante a execuccedilatildeo da

restauraccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

(a) Temperatura na Vibroacabadora (b) Temperatura na pista

Continua

91

(c) Aplicaccedilatildeo da pintura de ligaccedilatildeo (d) Aplicaccedilatildeo da massa na pista

(e) Acabamento manual (f) Compactaccedilatildeo com rolo de pneus

(g) compactaccedilatildeo com rolo de chapa (h) textura do pavimento

Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

Apoacutes 1 mecircs da execuccedilatildeo do trecho foi feita a primeira extraccedilatildeo de corpos de prova pra

realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia em laboratoacuterio pela norma DNIT ndash ME

1352010 e Resistecircncia a Traccedilatildeo pela norma DNIT ndash ME 1362010 bem como os valores de

grau de compactaccedilatildeo das misturas realizados pelas normas DNIT-ME 1171994 e NBR

155732012 Nesta avenida foi realizada uma segunda extraccedilatildeo de CPs aproximadamente 22

92

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem na primeira extraccedilatildeo o grau de compactaccedilatildeo foi

realizado apenas pela norma do DNIT pois nesta eacutepoca natildeo era utilizado tambeacutem a norma da

ABNT para obtenccedilatildeo deste dado Os valores encontrados para estes ensaios estatildeo

apresentados na Tabela 39

Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 5921

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 141

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9370

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6296

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 173

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9409

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9320

1 mecircs

22 meses

A Figura de 312 ilustra os procedimentos de extraccedilatildeo dos corpos de prova no trecho

da Avenida Roraima

(a) extraccedilatildeo de testemunho (b) testemunho extraiacutedo

(c) testemunho 1 extraiacutedo (d)testemunho 2 extraiacutedo

Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova

93

Na Figura 310 (itens c e d) verifica-se uma diferenccedila entre as espessuras do

revestimento asfaacuteltico esta diferenccedila ocorre devido a extraccedilatildeo da camada de revestimento

antigo que estaacute junto com a camada de revestimento novo no item c e natildeo estaacute junto com o

revestimento novo no item d A fim de melhor visualizaccedilatildeo geral das caracteriacutesticas dos

materiais utilizados nas camadas do trecho da Avenida Roraima confeccionou-se a Tabela

310 que resume os dados destes materiais

Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima

Valor

362

1800

1724

190

594

020

2508

780

2467

72

11652

000

1250

2657

2472

2804

2669

144

AASHTO T 1762008 7924

2770

0757

150

509

318

NBR 65762007 65

1008

PG 64-16

615

430

175

75

102

2156

2338

DAERRS-EL 21201

NBR156192012

Mistura

Revestimento

ABNT NBR 1289193

CAP

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Densidade Aparente (gcmsup3)

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

Relaccedilatildeo Filler Betume

Voume de Vazios ()

DNER-ME 0851994

ASTM C 882005

Grau de Performance

Teor de Betume ()

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

NBR 65602008

NBR 113412008

NBR 62962004

AASHTO M 3202009

Ponto de Amolecimento (ordmC)

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3)

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3)

Agregados

Sanidade ()

ASTM C 1312006

Absorsatildeo ()

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1282007Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3)

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3)

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3)

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0931994

DNER ME 0491994

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

ASTM C 1312006

Subleito

Base

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Densidade Real (gcmsup3)

Limite de Liquidez ()

Limite de Plasticidade ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

Norma

DNER ME 1221994

DNER ME 0821994

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

Ensaio

(

94

322 Avenida Heacutelvio Basso

A Avenida Heacutelvio Basso estaacute localizada na cidade de Santa Maria no estado do Rio

Grande do Sul sendo que o trecho monitorado tem inicio na latitude 29ordm42rsquo4671rsquorsquo Oeste e

longitude 53ordm48rsquo3963 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo3763rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm48rsquo4385rsquorsquo Sul como pode ser observado na Figura 313

Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso

Fonte Google Earth

Trata-se de um trecho com 300 metros de extensatildeo onde foi realizada uma

duplicaccedilatildeo O trecho monitorado se refere a parte duplicada com execuccedilatildeo de camadas novas

em toda a estrutura do pavimento O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo

argiloso uma camada de sub-base de 40cm de macadame seco sobre o macadame estaacute

assente 20cm de BGS (base) e uma camada de revestimento de 6cm de CBUQ A estrutura

do pavimento estaacute representada na Figura 314 Este trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do

traacutefego apoacutes sua implantaccedilatildeo na data de 18 de maio de 2013

95

640

SUBLEITO

20

REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso

3221 Contagem de Traacutefego

Todos os processos de obtenccedilatildeo de dados do traacutefego e caacutelculos para obtenccedilatildeo das

meacutedias referentes a este trecho monitorado seguiram os mesmos criteacuterios e premissas

utilizados no trecho da Avenida Roraima Todavia neste trecho natildeo se percebeu nenhuma

sazonalidade que pudesse ocasionar a variaccedilatildeo no volume do traacutefego de veiacuteculos em algum

periacuteodo do ano Assim levou-se em conta para o caacutelculo da meacutedia anual das contagens apenas

as duas contagens realizadas em cada ano

Como a liberaccedilatildeo de traacutefego neste trecho soacute ocorreu no fim do primeiro semestre de

2013 a primeira contagem foi realizada somente no segundo semestre aproximadamente 5

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego logo os valores da meacutedia de veiacuteculos que se deslocaram

nesta via durante este ano foi obtido apenas nessa contagem Para o ano de 2013 o VDM

encontrado foi de 10705 veiacuteculos com fator de frota de 634 fator de veiacuteculo de 293 e

fator de distribuiccedilatildeo de 7071 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada A

Tabela 311 apresenta os dados referentes agrave contagem realizado no ano de 2013 usados para o

caacutelculo do nuacutemero N para correlaccedilatildeo com os ensaios realizados no referido ano

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE - MACADAME

SUBLEITO - ARGILA

96

Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

42 24 17 8 7 13 126 521 455 392 393 407 422 572 461 417 438 572 581 434 308 214 173 72 7069

3 1 1 0 1 1 29 72 120 123 114 122 60 103 121 124 100 92 100 63 29 21 3 3 1405

2C 0 0 0 0 0 1 15 17 19 12 9 10 17 15 13 11 12 13 20 12 6 3 3 1 207

3C 0 0 0 0 0 0 1 2 2 0 0 1 1 3 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 16

2C 0 2 0 0 1 1 13 24 33 34 34 26 15 26 32 31 26 18 10 6 6 3 1 1 341

3C 0 1 0 0 0 1 4 6 7 6 9 6 1 4 7 7 8 4 4 1 1 1 0 0 76

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 1 0 2 1 0 1 0 0 1 0 0 0 13

2S3 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 3 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 2 0 14

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

4 4 3 3 4 4 34 136 118 80 80 91 86 136 105 94 91 113 128 91 58 42 35 14 1552

10705VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para a segunda contagem de traacutefego realizada na Avenida Heacutelvio Basso os valores

encontrados de VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo foram 11526

veiacuteculos 611 289 e 7885 respectivamente Esta contagem foi realizada

aproximadamente 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute para a contagem realizada no

segundo semestre de 2014 os valores encontrados foram 12617 veiacuteculos 570 290 e

7890 para VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo respectivamente

Com isso obteve-se para o caacutelculo do N referente agraves contagens de 2014 os valores de fator de

veiacuteculo de 290 fator de frota de 590 e fator de distribuiccedilatildeo de 7887 bem como a

meacutedia das contagens de traacutefego para o ano de 2014 que estaacute apresentado na Tabela 312 junto

com o VDM Encontrou-se tambeacutem com a meacutedia dos dados de 2013 e 2014 uma taxa de

crescimento anual para o nuacutemero N de 1368

97

Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

51 30 20 10 8 17 137 554 532 522 521 544 510 679 570 530 577 623 653 461 336 252 212 87 8438

4 1 1 0 1 1 21 92 102 104 112 114 68 110 125 127 100 111 91 67 42 33 4 3 1435

2C 0 0 0 0 0 1 13 19 17 14 10 12 19 16 12 11 9 13 20 13 7 4 4 1 213

3C 0 0 0 0 0 0 3 1 2 2 0 0 1 3 2 1 1 0 1 0 0 0 0 0 17

2C 0 2 0 0 1 1 8 26 34 36 39 30 16 27 35 34 28 19 12 7 3 3 2 1 363

3C 0 1 0 0 0 1 4 7 7 7 9 7 4 6 6 5 6 5 3 1 1 1 0 0 81

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 7

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 8

2S3 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 7

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 0 1 0 1 2 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 12

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 4 3 3 4 4 42 113 113 90 86 101 93 135 106 92 88 108 107 57 48 38 34 14 1486

12071VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32221 Subleito

Para este trecho o solo existente tambeacutem foi caracterizado de duas formas e utilizando

as mesmas normas citadas no trecho anterior A primeira classificaccedilatildeo utilizando o Sistema de

Classificaccedilatildeo Unificada obteve a curva granulomeacutetrica apresentada na Figura 315 e Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade do subleito de 367 e 18 respectivamente com estes

dados o solo constituinte do trecho monitorado foi classificado como areia argilosa (SC) Jaacute

pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo TBR Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o

solo em questatildeo foi enquadrado como A6

98

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1894 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 136 No ensaio de CBR os valores

encontrados foram de 7 para o CBR e expansatildeo de 017 Jaacute no ensaio de densidade real o

valor encontrado para o solo deste trecho foi de 2598 gcmsup3

32222 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento foi um poacute de pedra A Figura 316

ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de sub-base

99

Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco

32223 Base

Para a base o ensaio de granulometria apresentou uma curva granulomeacutetrica na faixa

A de acordo com o Manual de Pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) a Figura 317 apresenta a curva

granulomeacutetrica encontrada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso

100

No ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles o valor de perda de material

encontrado foi de 15 No ensaio de compactaccedilatildeo o valor para massa especiacutefica aparente

seca maacutexima foi de 2294 gcmsup3 com um teor de umidade oacutetima de 82 Para o ensaio de

CBR o valor encontrado de CBR foi de 108 e expansatildeo 000

A Figura 318 ilustra fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento da Avenida

Heacutelvio Basso

(a) Borda da camada de Base (b) BGS da Avenida Heacutelvio Basso

(c) Imprimaccedilatildeo da camada de Base (d) Imprimaccedilatildeo da BGS

Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base

32224 Revestimento

Para os materiais utilizados no revestimento foi realizada a coleta dos agregados e do

cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de asfalto Em laboratoacuterio

foram realizados os ensaios para a caracterizaccedilatildeo destes materiais

101

322241 Agregados

Nos agregados foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria do material que

se enquadrou na faixa C do DNIT Sua curva granulomeacutetrica estaacute apresentada na Figura 319

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso

Realizaram-se tambeacutem os ensaios de Abrasatildeo Los Angeles obtendo-se um valor de

perda de material de 11 determinaccedilatildeo da massa especiacutefica massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos onde se encontraram os resultados de 2664gcmsup3 2500gcmsup3

e 2458 respectivamente Para o agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de

2663gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 220 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 85 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 270gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio obteve-se um valor de perda de material de 08

Assim como no agregado da Avenida Roraima foram realizados tambeacutem nos

agregados da Avenida Heacutelvio Basso os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

102

forma por imagem utilizando o AIMS no CENPES Os resultados obtidos estatildeo apresentados

na Tabela 313 e tambeacutem seguem os valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros

observados durante os ensaios apresentados na Tabela 36

Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 820 171

118 851 177

06 773 164

03 817 188

015 837 276

0075 892 239

38 236 863 199

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 38260 9659

118 40060 9032

06 37167 9047

03 40631 10740

015 37262 17569

0075 27743 14345

38 475 28786 4774

236 36060 7886

34

127 28092 6263

95 28840 6144

475 29388 5194

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 3567 500

34

127 4574 733

95 4457 648

475 3810 474

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 060 009

34

127 068 008

95 063 008

475 063 007

Continua

103

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

38 475 100 940 680 280 100

34

127 100 778 178 22 00

95 100 860 280 100 40

475 100 840 340 100 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Os valores apresentados mostram que o agregado da Avenida Heacutelvio Basso apresenta

caracteriacutesticas semelhantes aos agregados da Avenida Roraima poreacutem comparando os valores

percebe-se que a o agregado da Avenida Heacutelvio Basso eacute mais circular e tem uma textura

maior que o agregado da Avenida Roraima

322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Realizaram-se os ensaios de caracterizaccedilatildeo do CAP 5070 utilizado na mistura

asfaacuteltica da Avenida Heacutelvio Basso e encontrou-se um valor de 51ordmC para o ponto de

amolecimento Para o ensaio de penetraccedilatildeo o valor observado foi de 55x10-1

mm e para

ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland obteve-se um valor

de 324ordmC

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em trecircs temperaturas distintas com

temperatura elevada usando um viscosiacutemetro rotacional pode ser visualizado na Tabela 314

Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 149 372 693 186

155 20 62 152 288 186

177 20 31 77 144 186

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

obteve-se o valor de 1008gcmsup3 Os ensaios de determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG)

do ligante asfaacuteltico utilizado na Avenida Heacutelvio Basso que foram realizados na

104

COPPEUFRJ estatildeo apresentados da Tabela 315 sendo que os ensaios classificaram tal

ligante como sendo de PG 58-16

Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 254 kPa Atende

64 degC 129 kPa Atende

70 degC 051 kPa Natildeo Atende

58 degC 466 kPa Atende

64 degC 198 kPa Natildeo Atende

70 degC 091 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 6861 Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

19DSRMSCR 58

19 degC 1119791 kPa Natildeo Atende

22 degC 744195 kPa Natildeo Atende

25 degC 499820 kPa Atende

-6 degC 530 MPa Atende

-12 degC 1130 MPa Atende

-18 degC 3160 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0425 - Atende

-12 degC 0350 - Atende

-18 degC 0278 - Natildeo Atende

58 -16 H

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

mgt03

CAP 5070 HEacuteLVIO BASSOPerformance Grade

BBR

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 379 119

Rdiff

Jnr(kPa-1) 182 194

Jnrdiff 663

58

MSCR

6861

322243 Misturas

A dosagem realizada pela empresa construtora pelo Meacutetodo Marshall que foi

colocada na Avenida Heacutelvio Basso obteve um teor de betume de 59 e os valores de 40

105

para Volume de Vazios 1798 para os Vazios de Agregado Mineral (VAM) 7646 para

Relaccedilatildeo Betume Vazios uma densidade aparente de 221gcmsup3 a densidade maacutexima realizada

pelo meacutetodo RICE foi de 2355gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer-betume foi de 105

A Figura 320 ilustra o acompanhamento durante a execuccedilatildeo do revestimento do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

(e) Aplicaccedilatildeo do CA na pista (f) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

106

Na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de corpos de prova para

realizaccedilatildeo dos ensaios em laboratoacuterio de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e Grau

de compactaccedilatildeo As extraccedilotildees de corpos de prova neste trecho ocorreram 10 e 17 meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego e assim como na Avenida Roraima o valor de grau de compactaccedilatildeo

para a primeira extraccedilatildeo de CPs foi feita seguindo apenas a norma do DNIT Os valores

obtidos para estes ensaios estatildeo apresentados na Tabela 316

Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio

Basso

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6339

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 181

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9502

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6482

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 183

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9610

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9560

10 meses

17 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso pode ser visto

na Figura 321

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

Continua

107

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso

Para melhor visualizaccedilatildeo da caracteriacutestica dos materiais utilizados nas camadas do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso foi confeccionado a Tabela 317 que reuacutene todo os dados

destes materiais

Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

Continua

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

108

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

A BR-158 atravessa a cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul sendo

que o trecho monitorado se inicia no km 330 na latitude 29ordm42rsquo242rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm51rsquo581 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo092rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm50rsquo5539rsquorsquo Sul como

pode ser visto na Figura 322

Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

Fonte Google Earth

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

109

Trata-se de um trecho onde foi executada uma duplicaccedilatildeo da BR-158 portanto de um

segmento de implantaccedilatildeo de pavimento novo onde a liberaccedilatildeo ao traacutefego ocorreu no dia 15

de julho de 2014 O trecho apresenta 300m de extensatildeo e eacute composto pela camada de subleito

de solo argiloso uma camada de 40 cm de pedra detonada 15 cm de macadame seco 15 cm

de BGS e uma camada de 75 cm de CBUQ A estrutura do pavimento estaacute representada na

Figura 323

15

40

15

75REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

SUBLEITO

PEDRA DETONADA

Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

3231 Contagem de Traacutefego

Por se tratar de um trecho no qual a liberaccedilatildeo de trafego ocorreu apenas no segundo

semestre de 2014 foi realizado apenas uma contagem quantitativa e classificatoacuteria

aproximadamente 4 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta contagem mostrou a passagem de

9781 veiacuteculos por dia com fator de frota de 631 fator de veiacuteculo de 306 e fator de

distribuiccedilatildeo de 7924 de veiacuteculos comerciais passando na faixa externa do trecho A Tabela

318 apresenta a quantidade de veiacuteculos que passaram durante a contagem

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE ndash MACADAME

REFORCcedilO ndash PEDRA DETONADA

SUBLEITO - ARGILA

110

Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

92 55 26 18 13 33 111 445 308 264 314 342 397 317 297 317 324 501 676 503 395 301 277 177 6503

7 4 4 1 2 3 37 59 57 74 71 85 62 54 62 59 76 73 80 61 30 27 15 12 1014

2C 2 0 0 0 0 9 27 19 15 6 5 5 6 6 9 4 5 7 4 6 1 1 0 1 137

3C 0 0 0 0 1 0 0 2 2 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 11

2C 1 2 2 0 2 4 8 8 20 24 23 32 15 11 20 20 18 15 13 5 3 3 2 2 251

3C 2 1 1 1 3 3 4 6 8 7 9 11 3 7 5 6 6 6 3 6 3 3 4 1 105

4C 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 3 3 1 0 0 0 0 0 0 13

2S1 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 6

2S2 0 1 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 2 1 0 2 0 0 19

2S3 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 1 0 4 2 2 1 2 1 0 1 1 0 0 21

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 3 3 3 1 3 1 0 0 2 0 1 1 1 2 3 2 3 3 34

3S2S2 0 0 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 0 11

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3C2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 4

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

37 18 8 4 3 4 34 110 44 52 63 100 149 72 73 60 80 137 191 133 89 70 80 37 1647

9781

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

VMD

3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32321 Subleito

Para o trecho localizado na BR158 (Trevo dos Quarteacuteis) os valores para Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade encontrados foram 3322 e 18 respectivamente a curva

granulomeacutetrica do solo deste trecho estaacute apresentada da Figura 324 Com esses dados

realizou-se a classificaccedilatildeo segundo o Sistema de Classificaccedilatildeo Unificada que classificou o

solo como sendo uma argila de baixa compressibilidade (CL) e pelo meacutetodo de classificaccedilatildeo

do Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o solo foi classificado como A6

111

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

aCurva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila SilteAreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1820 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 166 no ensaio de CBR obteve-se um

valor de CBR de 7 e expansatildeo de 024 e no ensaio de densidade real o valor obtido foi de

2668 gcmsup3

32322 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento era um poacute de pedra A Figura 325

ilustra o acompanhamento na execuccedilatildeo da camada de sub-base

112

Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco

32323 Base

Para a base foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria da brita graduada

simples enquadrada na faixa A segundo o Manual de pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) obtendo

a curva mostrada na Figura 326 para cada agregado utilizado na composiccedilatildeo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis

113

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles onde foi

encontrado um valor de 11 de perda de material Realizou-se tambeacutem o ensaio de

compactaccedilatildeo que indicou o valor de 2265 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima

e um teor de umidade oacutetima de 80 Conseguiu-se um valor de 117 para o ensaio de CBR

e expansatildeo 000

A Figura de 327 ilustra as fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento do

trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Borda da camada de Base (b) BGS do Trevo dos Quarteacuteis

(c) Textura da camada de Base (d) Camada de BGS imprimada

Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis

32324 Revestimento

O revestimento do pavimento no Trevo dos Quarteacuteis foi construiacutedo em duas camadas

a camada inferior de revestimento com 4cm de espessura e materiais de uma usina de asfalto

114

jaacute a camada superior de revestimento foi feita com a espessura de 35cm e materiais de uma

segunda usina de asfalto Como o revestimento asfaacuteltico deste trecho foi realizado com

materiais de duas usinas e pedreiras diferentes os agregados e CAPs coletados em ambas

foram levados ao laboratoacuterio para realizaccedilatildeo dos ensaios de caracterizaccedilatildeo destes materiais

323241 Agregados

Foi realizado o ensaio de granulometria dos agregados utilizados em ambas as

camadas do revestimento do Trevo dos Quarteacuteis sendo as duas misturas enquadradas na faixa

B do DNIT As curvas granulomeacutetricas das camadas do revestimento inferior e superior estatildeo

apresentadas na Figura 328

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em R

etid

a (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa B DNIT

Limite da Faixa

Revestimento Inferior

Revestimento Superior

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12 1 121

Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos

Quarteacuteis

Para a mistura colocada na parte inferior do revestimento o ensaio de Abrasatildeo Los

Angeles revelou uma perda de material de 16 para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica

115

foi de 2676gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2450gcmsup3 e absorccedilatildeo de 3500 Para o

agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2672gcmsup3

Obteve-se ainda um Equivalente de Areia de 60 542 de partiacuteculas lamelares na

fraccedilatildeo grauacuteda e uma perda de material de 233 no ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade

pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de soacutedio O resultado na determinaccedilatildeo da massa

especiacutefica real de material finamente pulverizado foi de 2721gcmsup3

Assim como na camada colocada na parte inferior do revestimento realizou-se

igualmente na camada superior o ensaio de Abrasatildeo Los Angeles para os agregados onde 12

do material ensaiado foi perdido Para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica foi de

2645gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2493gcmsup3 e absorccedilatildeo de 2300 Para o agregado

miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2681gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 343 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 69 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 2669gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio apresentou um valor de perda de material de 156 para o

material utilizado na camada inferior do revestimento deste trecho

323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo dos ligantes da mistura inferior e da mistura superior

No ligante utilizado na mistura inferior encontrou-se 47ordmC para o ponto de amolecimento e

359ordmC para o ponto de fulgor Este ligante apresentou massa especiacutefica de 1008gcmsup3 e o

valor de penetraccedilatildeo de 57x10-1

mm A Tabela 319 apresenta os valores da determinaccedilatildeo da

viscosidade em trecircs temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional

Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 130 3250 605 186

150 20 67 1675 212 186

177 20 27 675 126 186

116

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica colocada no revestimento superior do Trevo

dos Quarteacuteis os valores encontrados foram de 49ordmC para o ponto de amolecimento e 342ordmC

para o ponto de fulgor Encontrou-se tambeacutem um valor de penetraccedilatildeo de 59x10-1

mm e um

valor de massa especiacutefica de 1007gcmsup3 bem como os valores de viscosidade em trecircs

temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional que estatildeo apresentadas na Tabela

320

Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 122 3050 567 186

150 20 63 1575 293 186

177 20 26 650 121 186

Ainda natildeo foi possiacutevel realizar a determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) dos

ligantes utilizados no revestimento deste trecho como foi realizado nos demais trechos

monitorados poreacutem para dar continuidade aos estudos seratildeo realizados os ensaios para a

classificaccedilatildeo destes ligantes asfaacutelticos

323243 Misturas

Foi utilizado o Meacutetodo Marshall pela empresa construtora do trecho monitorado para

dosagem das misturas asfaacutelticas que foram executadas na BR158 Na mistura colocada na

camada inferior do revestimento obteve-se um teor de betume de 585 volume de vazios de

393 bem como VAM de 1704 RBV de 7692 densidade aparente de 2223gcmsup3

densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE de 2316gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer betume foi de

097

Para o revestimento superior e teor de betume foi 539 383 de Volume de Vazios

1592 de VAM e 7658 de RBV encontrou-se tambeacutem uma densidade aparente de

117

224gcmsup3 um valor de 2329gcmsup3 para densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE e 111

para relaccedilatildeo filer betume

A Figura 29 ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo do revestimento do trecho

monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Temperatura da mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

Figura

(d) Compactaccedilatildeo do CA na pista (e) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos

Quarteacuteis

118

Assim como nos outros dois trechos monitorados tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de

corpos de prova para realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e

Grau de Compactaccedilatildeo em laboratoacuterio As extraccedilotildees foram realizadas 1 mecircs e 4 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego e os valores encontrados estatildeo apresentados na Tabela 321

Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 1898

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 053

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9085

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 8790

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 2348

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 054

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9206

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9055

1 mecircs

4 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova e fechamento dos furos da extraccedilatildeo pode

ser visualizado na Figura de 330

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis

119

Assim como para os outros dois trechos monitorados para melhor visualizaccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais utilizados nas camadas do trecho monitorado do Trevo dos

Quarteacuteis foi confeccionada a Tabela 322 que resume todos os dados obtidos

Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

Continua

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

120

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS

331 Macrotextura

A determinaccedilatildeo da Macrotextura da superfiacutecie do concreto asfaacuteltico foi realizada pelo

meacutetodo da mancha de areia seguindo a norma ASTM E 9652006 Em todos os trechos

experimentais foi adotado cinco estacas para realizaccedilatildeo do ensaio sendo em todos os trechos

realizado nas estacas 3 5 7 9 e 11 sendo realizado o ensaio na trilha de roda externa da faixa

externa (mais carredada)

Este ensaio serve para verificar a profundidade meacutedia da Macrotextura (HS) da

superfiacutecie do pavimento Esta Macrotextura possibilita o escoamento da aacutegua que chegar

nesta superfiacutecie quanto maior a macrotextura maior o escoamento Sua classificaccedilatildeo segundo

o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) estaacute apresentada na Tabela 323

Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia

gt 120Muito Grossa

Fina 021 - 040

Meacutedia 041 - 080

Grossa 081 - 120

Classificaccedilatildeo Limites de HS

Muito Fina lt 020

Fonte DNIT 2006

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

121

A Figura 331 ilustra o processo de realizaccedilatildeo do ensaio de mancha de areia

(a) Limpeza da superfiacutecie (b) Colocaccedilatildeo da areia padronizada

(c) Espalhamento da areia (d) Coleta dos dados de diacircmetro

Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia

Este ensaio foi realizado nos periacuteodos de 1 mecircs 6 meses 13 meses 19 meses e 25

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima na Avenida Heacutelvio Basso foram nos

periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13 meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego No trecho do

Trevo dos Quarteacuteis apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego foi realizado o primeiro ensaio depois de 1

mecircs o segundo levantamento foi 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

332 Microtextura

Os ensaios de Microtextura foram realizados com o Pecircndulo Britacircnico e seguiu a

norma ASTM E 3032008 sendo realizados nas mesmas datas e locais do ensaio de Mancha

122

de Areia nos trecircs trechos monitorados para posterior cruzamento dos dados dos dois ensaios e

determinaccedilatildeo do valor do International Friction Index (IFI)

Este ensaio tem como principal objetivo medir a textura dos agregados que estatildeo

aparentes na mistura naquele momento do ensaio determinando se este agregado estaacute polido

ou rugoso como eacute mostrado na Tabela 324

Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico

Muito Rugosa gt 75

Medianamente Rugosa 47 - 54

Rugosa 55 - 75

Perigosa lt 25

Muito Lisa 25 - 31

Lisa 32 - 39

Insuficientemente Rugosa 40 - 46

Classificaccedilatildeo Limites de VRD

Fonte DNIT 2006

Foi feita a limpeza da superfiacutecie do pavimento no mesmo ponto onde foi realizada a

mancha de areia Posicionou-se o pecircndulo e fez-se seu nivelamento testando para que a

sapata passasse exatamente entre dois pontos especiacuteficos Desta forma garante-se que o

ensaio esta sendo realizado com a mesma aacuterea de contato A partir deste ajuste o pavimento

foi molhado sempre que a leitura fosse feita sendo que foram coletadas cinco determinaccedilotildees

para cada ponto A Figura de 332 ilustra a realizaccedilatildeo dos ensaios de Pecircndulo Britacircnico

(a) Colocaccedilatildeo do Pecircndulo na posiccedilatildeo (b) Ajuste do Pecircndulo

Continua

123

(c) Umidificaccedilatildeo da superfiacutecie (d) Realizaccedilatildeo do ensaio

(e) Realizaccedilatildeo do ensaio (f) Coleta de dados

Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico

333 International Friction Index - IFI

Para fazer o caacutelculo do IFI deve-se fazer o cruzamento dos dados do ensaio da

macrotextura e da microtextura encontrados nos ensaios de Mancha de Areia e Pecircndulo

Britacircnico Com o caacutelculo do IFI eacute possiacutevel verificar se o pavimento estaacute proporcionando

condiccedilotildees de atrito e seguranccedila ao usuaacuterio Os intervalos de atrito para avaliaccedilatildeo do

pavimento estatildeo apresentados na Tabela 325 seguindo DNIT (2006)

124

Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI

Peacutessimo

Ruim 006 012

Regular 013 016

Bom 017 03

Oacutetimo

Limites de IFI

lt006

gt030

Fonte DNIT 2006

Usando algumas equaccedilotildees que seguem a norma ASTM E 19601998 eacute possiacutevel chegar

a valores harmonizados do IFI para velocidade padratildeo de 60 kmh ou para qualquer outra

velocidade plotando um graacutefico que possibilita o encontro de um valor de atrito para qualquer

velocidade como eacute mostrado na Figura 333 segundo Aps (2006)

Figura 333 Modelo de IFI

Fonte APS 2006

334 International Roughness Index ndash IRI

O ensaio de irregularidade longitudinal do pavimento (International Roughness Index

ndash IRI) foi realizado seguindo a norma ASTM E 9502004 utilizando sensores a laser Este

125

levantamento foi realizado no aos 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida

Roraima aos 9 16 e 21 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso e aos 2 e

7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego no Trevo dos Quarteacuteis

Este ensaio tem por finalidade o levantamento das irregularidades longitudinais

existentes no pavimento ao longo do trecho e nesta pesquisa foi realizado com uma barra

com cinco sensores a laser colocado na parte frontal de um veiacuteculo como mostrado na Figura

334 que se desloca pela via medindo a irregularidade do pavimento Nos trechos

monitorados estudados este levantamento foi realizado pela empresa Pavesys nas duas faixas

de rolamento (interna e externa) poreacutem seratildeo analisados apenas os dados obtidos na faixa

externa por se tratar da faixa mais carregada

Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR

As medidas de ATR (Afundamento em Trilha de Roda) foram realizadas utilizando a

barra com cinco sensores a laser concomitantemente com o ensaio de IRI nas faixas internas

e externas de rolamento poreacutem para obtenccedilatildeo dos ATR avalia-se apenas a irregularidade

transversal agrave via A Figura 335 ilustra um exemplo de ATR bastante elevado segundo Balbo

(2007)

126

Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel

Fonte Balbo 2007

336 Levantamento de Defeitos

A avaliaccedilatildeo de defeitos foi realizada obedecendo ao manual de execuccedilatildeo de trechos

monitorados da Rede Temaacutetica do Asfalto (2012) Este levantamento tem como objetivo a

avaliaccedilatildeo do desempenho dos pavimentos dos trechos experimentais frente agrave accedilatildeo do traacutefego e

do clima verificando assim sua capacidade mecacircnica ao longo do tempo Esta avaliaccedilatildeo em

todos os trechos experimentais foi realizada nas duas faixas de rolamento Uma tabela foi

montada e estaacute formatada para anotar os defeitos em um retacircngulo de um metro de

comprimento por um terccedilo da largura da faixa Um exemplo desta avaliaccedilatildeo estaacute apresentado

na Figura 336

127

TIF-BTIF-B

12m3m

Trecho Monitorado RORAIMA - 19122013

TIT-A TIT-BTIF-A

1m 2m 11m

TE

4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m

Faixa

Interna

TE

TI

CE

TIT-B

Faixa

Externa

TI

CE

TIF-B

Estaca 10

TIF-A

AFLTIF-B

Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas

Onde TIF-B Trinca Interligada de Fadiga severidade Baixa

TIF-A Trinca Interligada de Fadiga severidade Alta

TIT-B Trinca Isolada Transversal severidade Baixa

TIT-A Trinca Isolada Transversal severidade Alta

AFL Afundamentos Localizados

Os levantamentos na Avenida Roraima foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 6

meses 13 meses 19 meses e 25 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute na primeira avaliaccedilatildeo

de defeitos foi verificado algum tipo de defeito como trincas longitudinais e trincas

transversais com severidades baixas e altas No ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do

traacutefego o pavimento jaacute apresentava trincas interligadas por fadiga de severidade alta e ateacute

mesmo afundamentos localizados

Na Avenida Heacutelvio Basso foi realizada a avaliaccedilatildeo nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13

meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego sendo que o primeiro defeito a ser verificado

foi durante a realizaccedilatildeo do levantamento de 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego onde foram

visualizadas pequenas trincas isoladas transversais e longitudinais de severidade baixa

No Trevo dos Quarteacuteis realizou-se uma avaliaccedilatildeo logo apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

sendo que o pavimento estava em perfeitas condiccedilotildees de rolamento sem a apresentaccedilatildeo de

128

defeitos Poreacutem 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego pocircde-se verificar a presenccedila de trincas

isoladas de severidade baixa em vaacuterios pontos do trecho monitorado

337 Viga Benkelman

Foi realizado o ensaio de determinaccedilatildeo das deflexotildees pela viga Benkelman seguindo a

norma DNIT ME 1332010 O ensaio foi realizado com a utilizaccedilatildeo de caminhatildeo de eixo

traseiro simples de rodas duplas com uma carga de aproximadamente 8200kg sobre o eixo

traseiro e pressatildeo de inflaccedilatildeo dos pneus de aproximadamente 055 MPa

Foram realizados os levantamentos em todas as estacas que compotildeem a extensatildeo do

trecho sendo que as distancias entre as estacas eram de 20 em 20 metros Assim no trecho da

Avenida Roraima que tem uma extensatildeo de 240 metros foram 13 estacas (estaca 0 a 12) jaacute

os outros dois trechos com extensatildeo de 300 metros foram medidas as deflexotildees em 15

estacas (estaca 1 a 15)

Na faixa externa de todos os trechos experimentais por se tratar da faixa mais

carregada foi realizado o levantamento com bacia completa nas distacircncias de 0cm 125cm

25cm 40cm 60cm 80cm 100cm 120cm 140cm 160cm 180cm 200cm 220cm 240cm

260cm 280cm e 300cm Na faixa interna foram realizados os levantamentos apenas nas

distacircncias 0cm 25cm e 300cm para obtenccedilatildeo apenas das deflexotildees maacuteximas e os raios de

curvatura de cada uma das estacas

Aleacutem da coleta das leituras das deflexotildees do pavimento foram realizadas tambeacutem as

leituras das temperaturas do pavimento em cada um dos pontos avaliados para uma posterior

correccedilatildeo das deflexotildees encontradas em funccedilatildeo da temperatura do pavimento Tais correccedilotildees

foram realizadas empregando o fator de correccedilatildeo da temperatura apresentado na Equaccedilatildeo 35

retirada do aacutebaco do DER-SP (2006) por Ribas (2014) Foi multiplicado cada valor de cada

distacircncia de deflexatildeo anotada em campo por esse fator encontrando assim a deflexatildeo em

cada ponto para uma temperatura de referecircncia de 25ordmC

(Equaccedilatildeo 35)

1)25(1000

1

tHc

Ft

129

Onde Ft= Fator de correccedilatildeo da temperatura

Hc = espessura do pavimento (cm)

t = temperatura do pavimento no momento do ensaio (ordmC)

Eacute possiacutevel se fazer o controle tecnoloacutegico construtivo das camadas do pavimento com

a medida de deflexatildeo Quando o ensaio eacute realizado nas camadas subjacentes agrave camada do

revestimento eacute pode se verificar a necessidade ou natildeo de uma melhor compactaccedilatildeo de uma

das camadas jaacute na camada do revestimento serve para verificar a necessidade de um reforccedilo

do pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso apresente deflexotildees muito

elevadas

O primeiro levantamento na Avenida Roraima foi realizado no dia 30112012 antes

da execuccedilatildeo do recapeamento asfaacuteltico os demais levantamentos foram realizados 1 mecircs 6

meses 13 meses 20 meses 23 meses e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Os

procedimento durante os levantamentos estatildeo representados na Figura 337

(a) Realizaccedilatildeo do ensaio de VB (b) Deslocamento do Caminhatildeo

(c) Mediccedilatildeo da temperatura da pista (d) Coleta dos dados de deflexatildeo

Continua

130

(e) Coleta de dados das deflexotildees (f) Exibiccedilatildeo da leitura de deflexatildeo

Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman

Na Avenida Heacutelvio Basso o primeiro levantamento foi realizado no dia 01032012 na

camada de base do pavimento antes da colocaccedilatildeo do revestimento asfaacuteltico apenas para

obtenccedilatildeo das deflexotildees maacuteximas no trecho O primeiro ensaio de Viga Benkelman no

revestimento asfaacuteltico foi realizado antes da liberaccedilatildeo do traacutefego no dia 16052013 os

demais ensaios foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 14 meses 17 meses e 21

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis a camada superior de revestimento foi realizada no dia 11 de

julho de 2014 e a liberaccedilatildeo do traacutefego foi no dia 15072014 O primeiro levantamento foi

realizado no dia 14 de agosto de 2014 1 mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego ainda foi realizado

ensaios com Viga Benkelman 3 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD

Foi realizada tambeacutem a determinaccedilatildeo das deflexotildees utilizando o deflectocircmetro de

impacto tipo Falling Weight Deflectometer - FWD seguindo especificaccedilatildeo indicada pela

norma DNER PRO 2731996 Foi utilizado equipamento de marca Kuab da empresa Pavesys

mostrado na Figura 338 e em todos os trechos monitorados foram realizadas nas mesmas

estacas onde foram feitos os ensaios com Viga Benkelman As bacias de deflexatildeo com este

equipamento ocorreram nas distacircncia de 0cm 20cm 30cm 45cm 60cm 90cm e 120cm por

sensores localizados nestas distacircncias como pode ser visto na Figura 338 (b)

131

(a) Equipamento FWD (b) Ceacutelula de carga e sensores

Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab

O levantamento com FWD ocorre atraveacutes da queda de um conjunto de massas

usualmente calibrado com uma carga de aproximadamente 4100kgf causando a propagaccedilatildeo

de uma energia de deslocamento nas camadas do pavimento Esta energia eacute captada por

sensores posicionados nestas distacircncias mencionadas e assim se obteacutem as deflexotildees tiacutepicas do

pavimento no momento do ensaio

Este ensaio foi realizado no dia 21 de janeiro de 2013 somente na Avenida Roraima

aproximadamente 2 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego e no dia 02 de fevereiro de 2014 nas

Avenidas Roraima (14 meses) e Heacutelvio Basso (9 meses) Jaacute nos dias 13102014 e 18022015

realizaram-se estes levantamentos nos trecircs trechos monitorados sendo 23 e 27 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima 17 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 3 e 7

meses no Trevo dos Quarteacuteis Assim como no ensaio realizado com a Viga Benkelman a

coleta dos dados realizada com o FWD possibilita verificar se a camada do revestimento

necessita ou natildeo de um reforccedilo no pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso

apresente deflexotildees muito elevadas

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise

Com os valores de deflexatildeo tanto da Viga Benkelman quanto do FWD jaacute corrigidos

para a temperatura de 25ordmC fez-se uso do software BAKFAA (2013) para realizaccedilatildeo da

132

retroanaacutelise das bacias de deformaccedilatildeo para estimar os Moacutedulos de Resiliecircncia (MR) das

camadas que compotildeem cada trecho monitorado

O software admite apenas bacias de no maacuteximo 7 pontos de distacircncias de leituras em

uma uacutenica estaca como nos ensaios realizados com Viga Benkelman eacute possiacutevel a coleta de

ateacute 17 leituras de deflexotildees nas distacircncias citadas no Item 341 para cada estaca Nas bacias

com mais de 7 leituras coletadas foram escolhidos apenas os 7 primeiros pontos de forma a

bem representar a bacia de deflexotildees uma vez que estes pontos tem uma maior

representatividade nos valores de moacutedulo de resiliecircncia das camadas do pavimento

Como o software esta calibrado para um carregamento utilizado no ensaio de FWD

onde a carga eacute aplicada em apenas uma aacuterea foi necessaacuterio realizar tambeacutem uma adequaccedilatildeo

da aacuterea de contato pneu pavimento no ensaio de Viga Benkelman Essa adequaccedilatildeo foi feita

atraveacutes do caacutelculo da aacuterea equivalente de aplicaccedilatildeo de carga passando de duas aacutereas de

contato real (duas rodas) para uma aacuterea de contato equivalente de um ciacuterculo como no caso

da aacuterea de contato do FWD

Com os valores de deflexotildees corrigidos as espessuras das camadas os coeficiente de

Poisson adotados de cada uma das camadas e a carga equivalente bem como o raio de contato

equivalente jaacute calculados foram inseridos no software e realizadas as retroanaacutelises atraveacutes da

interface do programa como apresentado na Figura 339

Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA

133

Os coeficientes de Poisson utilizados nessa pesquisa foi 030 para materiais asfaacutelticos

a 25ordmC tendo como referecircncia Specht (2004) Segundo Medina e Motta (2015) para materiais

granulares eacute indicado coeficiente de Poisson igual a 035 para solos argilosos como esta no

subleito dos trechos eacute indicado coeficiente de Poisson de 045

O programa apresenta a curva obtida em campo e uma curva teoacuterica de deflexatildeo

gerada pelo programa bem como os valores de MR estimados de cada camada Este

procedimento busca o melhor ajuste da curva encontrada no programa com a curva

encontrada no levantamento de campo

Para isso eacute variado os valores de moacutedulos previstos tentando reduzir ao maacuteximo o

valor do erro meacutedio quadraacutetico (RMS) correspondente ao ajuste das duas curvas (teoacuterica e de

campo) Quando o valor do erro ficava o mais baixo possiacutevel eram salvos os valores de MR

encontrados no BAKFAA

Com os valores de MR de cada camada referente a cada levantamento realizou-se um

tratamento estatiacutestico onde se obteve a meacutedia dos valores de MR e o desvio padratildeo Para

definir o valor a ser considerado optou-se por utilizar um intervalo de aceitaccedilatildeo atraveacutes da

Equaccedilatildeo 36 de maneira semelhante ao DNER PRO 0111979 Como o nuacutemero de amostras eacute

de 13 para Avenida Roraima e 15 tanto para a Avenida Heacutelvio Basso quanto para o Trevo dos

Quarteacuteis em cada levantamento a DNER PRO 0111979 indica a utilizaccedilatildeo de z = 25 poreacutem

para ter uma maior confiabilidade nos dados utilizou-se z = 20

Equaccedilatildeo 36

Onde

= Meacutedia dos n valores de Moacutedulo de Resiliecircncia da camada

z = Coeficiente de majoraccedilatildeo e minoraccedilatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero de amostras

ζ = Desvio padratildeo

Os valores que ficavam fora desse intervalo de aceitaccedilatildeo eram retirados e

recalculavam-se os valores da meacutedia e do desvio padratildeo e mais uma vez era verificado o

intervalo de aceitaccedilatildeo ateacute que natildeo houvesse mais valores fora deste intervalo e assim era

obtido o valor da meacutedia dos MR de cada camada em cada levantamento

zxIntervalo

x

134

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS

Neste capitulo estatildeo apresentados analisados e discutidos os resultados dos

procedimentos de monitoramento dos trechos estudados bem como dos modelos empiacutericos de

previsatildeo de desempenho de cada um dos paracircmetros avaliados Estatildeo apresentadas tambeacutem

comparaccedilotildees dos modelos encontrados neste estudo com os modelos de previsatildeo de

desempenho apresentados na literatura para avaliar o comportamento das estruturas que foram

monitoradas durante esta pesquisa

Os modelos gerados nesta pesquisa tem seu espaccedilo de inferecircncia bem definido Foram

obtidos para as condiccedilotildees climaacuteticas da regiatildeo materiais utilizados na construccedilatildeo das

camadas dos trechos e traacutefego que solicitou cada trecho Por se tratar de trechos onde a

solicitaccedilatildeo foi feita basicamente por veiacuteculos leves e comerciais com baixa capacidade de

carga os nuacutemeros de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo foram razoavelmente baixos

necessitando assim de um periacuteodo maior de monitoramento

Assim todos os modelos apresentados nesta pesquisa devem ser utilizados em

intervalos restritos ao nuacutemero de solicitaccedilatildeo (N) encontrados no uacuteltimo ensaio realizado em

cada paracircmetro Qualquer extrapolaccedilatildeo pode apresentar valores improacuteprios ao esperado para

o paracircmetro que se busca obter a previsatildeo do desempenho do pavimento

Todas as anaacutelises dos paracircmetros foram feitas em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes ao eixo padratildeo sendo calculado o FEC conforme recomendaccedilotildees da AASHTO

pelo fato dos modelos utilizados para comparaccedilatildeo na literatura apresentarem tambeacutem seus

modelos segundo a AASHTO Poreacutem calculou-se tambeacutem a solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo

padratildeo segundo as recomendaccedilotildees da USACE no caacutelculo do FEC por ser a forma caacutelculo

utilizada no Brasil encontrando assim a correlaccedilatildeo entre os dois meacutetodos para os trechos

monitorados o que pode ser verificado na Tabela 41 Os caacutelculos dos FECs pelas

metodologias da AASHTO e USACE utilizaram as formulaccedilotildees indicadas pelo Manual de

Traacutefego do DNIT (2006)

Aleacutem disso satildeo mostrados no decorrer da pesquisa os modelos de previsatildeo de

desempenho para cada paracircmetro analisado calculados tanto pelo N da AASHTO quanto pelo

da USACE a fim de facilitar a utilizaccedilatildeo dos modelos e natildeo haver necessidade de

transformaccedilatildeo de um meacutetodo para outro

136

Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo

2013 357E+05 513E+05 144

2014 361E+05 510E+05 141

2013 512E+05 866E+05 169

2014 593E+05 990E+05 167

Trevo dos Quarteacuteis 2014 547E+05 118E+06 217

Roraima

Heacutelvio Basso

Trecho MonitoradoPeriodo Contagem

(ano)NAASHTO NUSACE

41 MACROTEXTURA

Um paracircmetro que foi analisado durante o monitoramento dos trechos foi o

desempenho da macrotextura do pavimento agrave medida que era solicitado A partir dos dados

obtidos com os levantamentos realizados nos trechos monitorados desde o primeiro mecircs apoacutes

a abertura ao traacutefego e com o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo para cada

trecho foi possiacutevel compilar os dados apresentados na Tabela 42 com valores de meacutedia

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo da profundidade de macrotextura para cada um dos

trechos nos periacuteodos de monitoramento

Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 057 007 1204 064 050

6 179E+05 257E+05 040 003 833 043 037

13 388E+05 557E+05 044 006 1286 049 038

19 569E+05 812E+05 042 008 1834 050 034

25 749E+05 107E+06 047 003 547 050 045

1 435E+04 736E+04 035 006 1565 041 030

7 299E+05 505E+05 030 005 1563 035 025

13 638E+05 107E+06 029 001 451 031 028

19 934E+05 157E+06 030 004 1239 034 026

1 464E+04 101E+05 068 011 1613 079 057

6 274E+05 594E+05 048 005 1021 053 043

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Roraima

Heacutelvio

Basso

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Macrotextura

Meacutedia (mm)

Desvio Padratildeo

(mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)NUSACE

Verifica-se na Tabela 42 que os valores de desvio padratildeo mostraram-se relativamente

baixos poreacutem alguns valores de coeficiente da variaccedilatildeo foram um pouco altos como o obtido

137

no ensaio realizado no 19ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego da Avenida Roraima Esse valor

pode ter dado alto devido a variaccedilotildees de macrotextura entre os pontos de leitura ao longo do

trecho ou seja alguns pontos podem ter um desgaste na superfiacutecie do pavimento diferente de

outros causando variaccedilatildeo nos valores de macrotextura entre os pontos da pista Com os dados

da Tabela 42 confeccionou-se o graacutefico mostrado na Figura 42 e assim analisar o

comportamento da macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo de forma mais eficaz

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Pro

fun

did

ad

e d

a M

acr

ote

xtu

ra (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo dos

Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

textura muito fina

textura meacutedia

textura fina

textura grossa

Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo

Nos graacuteficos da Figura 41 satildeo apresentadas as macrotexturas dos trechos monitorados

da Avenida Roraima Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis O pavimento da Avenida Roraima

obteve a classificaccedilatildeo de textura meacutedia no intervalo entre 041 e 080 mm o que indica que o

pavimento teraacute bom escoamento de aacutegua O uacutenico valor que ficou fora deste intervalo de

classificaccedilatildeo foi o ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem bastante

proacuteximo desta classificaccedilatildeo podendo ser ateacute mesmo classificado nesta textura uma vez que o

intervalo entre a meacutedia mais o desvio padratildeo estaacute dentro desta classificaccedilatildeo

Observou-se ainda que ocorreu um aumento no valor da macrotextura no ultimo

ensaio da Avenida Roraima isso pode ter ocorrido devido ao aparecimento de trincas

interligadas de fadiga com severidade alta (com esborcinamento nas juntas das trincas) como

56801061710628 7213

AASHTOAASHTORNNMA

Rsup2 = 071

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHBNNMA

Rsup2 = 095

138

seraacute comprovado no item 46 o que causou uma descontinuidade na superfiacutecie do pavimento

e por consequecircncia um aumento na macrotextura

A Avenida Heacutelvio Basso teve seus valores de Macrotextura na faixa entre 021 e 040

o que classifica o pavimento como tendo uma textura fina dificultando assim o escoamento

da aacutegua em periacuteodos chuvosos causando inseguranccedila ao usuaacuterio A macrotextura deste trecho

pode ter se apresentado baixa devido ao arranjo granulomeacutetrico da mistura e do grau de

compactaccedilatildeo mais alto em relaccedilatildeo aos outros dois trechos causando assim um fechamento

maior dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Foram mostrados tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho da macrotextura

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo

padratildeo calculados pelos meacutetodos da AASHTO Como foram realizados apenas dois

levantamentos no Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o trecho teve sua liberaccedilatildeo ao traacutefego a

pouco tempo natildeo foi realizado um modelo de previsatildeo de desempenho para este paracircmetro

neste trecho monitorado sendo realizada apenas uma observaccedilatildeo do comportamento da

macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

Observa-se que houve uma reduccedilatildeo no valor da macrotextura agrave medida que o

pavimento foi solicitado no Trevo dos Quarteacuteis o que tambeacutem aconteceu nos outros dois

trechos monitorados Isso acontece devido ao preenchimento dos vazios existentes na

superfiacutecie do pavimento com sujeiras e ateacute mesmo borracha dos pneus dos veiacuteculos Esta

reduccedilatildeo ocorre principalmente nos periacuteodos iniciais pelo fato de que a primeira leitura foi

realizada logo apoacutes a liberaccedilatildeo da via aos veiacuteculos logo os vazios foram pouco preenchidos e

a macrotextura se apresenta bem mais alta

Vale salientar ainda que o trecho da Avenida Roraima tem velocidade de

deslocamento maacutexima permitida de 50kmh a Avenida Heacutelvio e o Trevo dos Quarteacuteis tem

velocidade maacutexima de deslocamento na via de 60kmh Assim pode-se dizer que todos os

trechos estatildeo de acordo com as indicaccedilotildees de macrotextura uma vez que para trechos com

macrotextura fina eacute indicada velocidades inferiores a 80kmh

Para verificaccedilatildeo da confiabilidade nos modelos de previsatildeo de macrotextura obtidos

ateacute o momento fez-se o graacutefico da Figura 42 onde eacute feita uma correlaccedilatildeo dos valores obtidos

em campo (observados) pelos valores encontrados com os modelos de previsatildeo de

desempenho Quanto mais valores proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

139

020

025

030

035

040

045

050

055

060

065

020 025 030 035 040 045 050 055 060 065

Ma

cro

tex

tura

Ca

lcu

lad

a (

mm

)

Macrotextura Observada (mm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura

Verifica-se na Figura 42 que os valores dos modelos estatildeo bem proacuteximos das retas

principalmente para os da Avenida Heacutelvio Basso comprovando que os modelos estatildeo de

acordo com o comportamento visualizado em campo Para corroborar com a confiabilidade

dos modelos de previsatildeo de desempenho foi feito a Tabela 43 onde estaacute em resumo os dois

modelos encontrados para o paracircmetro de macrotextura bem como seus respectivos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) que mostra em percentagem o quanto o modelo consegue

explicar os valores encontrados durante o ensaio e Erro Padratildeo de Estimativa (p) que avalia

a precisatildeo na unidade de medida do paracircmetro estudado pelo caacutelculo da raiz da soma das

diferenccedilas quadradas dividida pelo nuacutemero de amostras menos dois

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

071 0043

095 0007

071 0043

095 0007

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

AASHTO

USACE56801036510264 7213

USACEUSACER NNMA

56801061710628 7213

AASHTOAASHTOR NNMA

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHB NNMA

35901041110766 7214

USACEUSACEHB NNMA

140

Onde MA = Valor de Macrotextura da superfiacutecie do pavimento (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 apresentados na Tabela 43 satildeo considerados bons comprovando

que o ajustamento dos modelos estaacute de acordo com os valores medidos Pode-se verificar

tambeacutem que os erros padratildeo de estimativa estatildeo bastante baixos mostrando que os valores

encontrados com os modelos estatildeo bem proacuteximos aos valores apresentados em campo Foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 43 para comparaccedilatildeo dos modelos de previsatildeo de

desempenho encontrados para o paracircmetro de macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero equivalente

de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 865E+05 108E+06 130E+06

000

010

020

030

040

050

060

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

Ma

cro

tex

tura

(m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura

141

Os valores da macrotextura encontrados nos modelos para Avenida Heacutelvio Basso

deram bem inferiores aos da Avenida Roraima devido ao arranjo granulomeacutetrico e ao grau de

compactaccedilatildeo que foi um pouco maior na Avenida Heacutelvio Basso causando assim o

fechamento dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Os modelos de previsatildeo de desempenho das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo

de acordo com o esperado ao longo do tempo com maior reduccedilatildeo inicial e posteriormente

um periacuteodo em que a macrotextura continua reduzindo de forma menor com valores quase

constantes Poreacutem o modelo da Avenida Roraima tem comportamento adequado somente

para um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo mais baixo mas a elevaccedilatildeo no

valor da macrotextura com o aumento do nuacutemero de solicitaccedilotildees natildeo eacute esperado o motivo

desta elevaccedilatildeo foi devido ao surgimento de fissuras causando o aumento no valor da

macrotextura

42 MICROTEXTURA

Outro paracircmetro assim como a macrotextura que faz uma avaliaccedilatildeo funcional do

pavimento eacute a microtextura que neste estudo foi obtido com o Pecircndulo Britacircnico como

mostrado no item 332 Atraveacutes dos ensaios foram obtidos os valores meacutedios de microtextura

para os trecircs trechos monitorados agrave medida que o trecho era solicitado pelo traacutefego A Tabela

44 mostra os valores meacutedios obtido de microtextura bem como seus respectivos valores de

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 8425 428 508 8853 7997

6 179E+05 257E+05 7948 1222 1537 9170 6726

13 388E+05 557E+05 2980 254 853 3234 2726

19 569E+05 812E+05 3248 179 552 3427 3069

25 749E+05 107E+06 3752 208 555 3960 3544

1 435E+04 736E+04 8596 299 348 8895 8297

7 299E+05 505E+05 3532 131 370 3663 3401

13 638E+05 107E+06 3920 387 987 4307 3533

19 934E+05 157E+06 3412 258 755 3670 3154

1 464E+04 101E+05 7340 285 388 7625 7055

6 274E+05 594E+05 3116 091 294 3207 3025

Coef Variaccedilatildeo

()Meacutedia + DP

Trecho

MonitoradoDesvio Padratildeo Meacutedia - DP

Periodo Ensaio

(meses)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

NAASHTO

Microtextura

MeacutediaNUSACE

142

Observou-se na Tabela 44 que os valores de desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego da Avenida Roraima estatildeo um pouco elevados em

relaccedilatildeo aos outros ensaios no entanto os valores obtidos nos demais ensaios foram bem

baixos mostrando a regularidade de operaccedilatildeo durante os ensaios Com os dados desta tabela

realizou-se a Figura 44 que mostra o desempenho da microtextura em funccedilatildeo do nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo nos trecircs trechos monitorados

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Mic

rote

xtu

ra (

BP

R)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

QuarteacuteisPerigosa

Muito Lisa

Lisa

Mediamente Rugosa

Rugosa

Muito Rugosa

Insuficientemente Rugosa

Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo

Na Figura 44 eacute possiacutevel verificar uma grande queda no valor da microtextura do

ensaio realizado no 6ordm meses para o ensaio realizado no 13ordm meses apoacutes a liberaccedilatildeo do trafego

na Avenida Roraima Esta queda pode ter ocorrido pelo fato de o agregado ter perdido a

peliacutecula de ligante asfaacuteltico que o cobria passando o mesmo a sofrer desgaste atraveacutes da

solicitaccedilatildeo do traacutefego diminuindo assim sua textura Outra verificaccedilatildeo eacute que a Avenida

Roraima apresentou no ensaio de 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego o menor valor de

microtextura isso pode ter ocorrido pelo fato de o agregado deste trecho ter valores de textura

inferior aos da Avenida Heacutelvio Basso o que foi mostrado no ensaio de AIMS realizados no

CENPES

A mesma queda no valor da microtextura pode ser visualizada tambeacutem para os outros

dois trechos poreacutem esta queda ocorreu em um menor periacuteodo de tempo Apesar da reduccedilatildeo da

72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

Rsup2 = 086

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

Rsup2 = 085

143

microtextura nos trechos da Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis terem ocorrido num

periacuteodo de tempo menor que a da Avenida Roraima o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do

eixo padratildeo em que ocorreu essa reduccedilatildeo foi bem proacuteximo para os trecircs casos comprovando

assim que o nuacutemero de solicitaccedilotildees tem grande interferecircncia no valor da microtextura

A reduccedilatildeo no valor da microtextura no trecho do Trevo dos Quarteacuteis foi de

aproximadamente 58 passando a microtextura de uma classificaccedilatildeo rugosa para uma

classificaccedilatildeo lisa na Avenida Heacutelvio Basso a reduccedilatildeo foi de 59 chegando a uma

classificaccedilatildeo de microtextura insuficientemente rugosa Jaacute a Avenida Roraima teve a maior

reduccedilatildeo de um ensaio para outro tal reduccedilatildeo foi de 63 quando a microtextura no terceiro

ensaio foi classificada como muito lisa no penuacuteltimo e no ultimo ensaio passou a ter uma

classificaccedilatildeo de microtextura lisa

Assim como no paracircmetro de macrotextura foi realizado o graacutefico da Figura 45 onde

eacute verificada a confiabilidade dos modelos de previsatildeo de microtextura obtidos para os dois

trechos monitorados com a correlaccedilatildeo dos valores obtidos em campo (observados) pelos

valores encontrados com os modelos de previsatildeo de desempenho Quanto mais valores

proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Mic

rote

xtu

ra C

alc

ula

da

(B

PR

)

Microtextura Observada (BPR)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura

144

Verifica-se na Figura 45 que os valores obtidos com o modelo de previsatildeo de

desempenho de microtextura para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo bem coerentes

em relaccedilatildeo aos valores obtidos em campo Desta forma a confiabilidade nos modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados para este paracircmetro nos dois trechos monitorados eacute alta

Mostra-se na Tabela 45 resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

para a microtextura e os valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p) para cada modelo

Quanto maior o valor de Rsup2 e menor o valor de p maior a confiabilidade do modelo

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (BPR)

086 1140

085 1192

086 1141

085 1183USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

AASHTO72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

75971053110918 4211

USACEUSACER NNMI

02891008110804 4211

USACEUSACEHB NNMI

Onde MI = Valor de Microtextura da superfiacutecie do pavimento (BPR)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (BPR)

Os valores de Rsup2 mostraram-se alto comprovando que o ajustamento dos modelos

condiz com os valores obtidos em campo poreacutem os valores de p apresentaram-se elevados

uma vez que se obtiveram valores de microtextura proacuteximos a 30 durante os ensaios e o p foi

aproximadamente 38 deste valor nas avenidas Roraima e Heacutelvio Basso Assim deve haver

parcimocircnia durante a utilizaccedilatildeo destes modelos todavia serve como balizadores de provaacuteveis

resultados a serem encontrados na via Realizou-se um comparativo entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho para microtextura que estaacute mostrado na Figura 46

145

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)M

icro

tex

tura

(B

PR

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura

A Figura 46 mostra um comportamento bem similar entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados com uma queda bem acentuada na microtextura nas

primeiras idades e uma pequena estabilidade no valor com o passar do tempo mesmo com o

acuacutemulo de solicitaccedilotildees Poreacutem o modelo da Avenida Roraima natildeo se comportou

adequadamente a partir do nuacutemero acumulado de solicitaccedilatildeo de 60x105 pois se visualiza um

aumento no valor da microtextura o que possivelmente natildeo deveria e pode natildeo se confirmar

nas proacuteximas mediccedilotildees

43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI

O international Friction Index eacute o valor harmonizado do atrito pneu-pavimento que

possibilita maior seguranccedila em manobras de curvas e frenagem dos veiacuteculos Os valores de

IFI foram obtidos pela combinaccedilatildeo dos valores de Macrotextura e Microtextura utilizando

tais valores nas formulas contidas na norma ASTM E 19601998 sendo que o ensaios de

Macro textura e Microtextura devem ser realizados na mesma data e local somente assim eacute

146

possiacutevel o a combinaccedilatildeo dos valores e a obtenccedilatildeo do IFI Para o trecho monitorado da

Avenida Roraima realizou-se a confecccedilatildeo do graacutefico apresentado na Figura 47 onde eacute

apresentado o comportamento dos valores de atrito em cada um dos periacuteodos de ensaio em

funccedilatildeo da velocidade de deslocamento do veiacuteculo

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

13 meses

19 meses

25 meses

Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima

Pode-se verificar no graacutefico da Figura 47 que agrave medida que a velocidade aumenta o

atrito pneu pavimento reduz poreacutem no ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

essa reduccedilatildeo ocorre de maneira mais significativa Este fato ocorre pelo fato de o valor de

macrotextura ser o menor encontrado nesta data em todos os ensaios uma vez que a

macrotextura eacute responsaacutevel pela aderecircncia pneu-pavimento nas velocidades meacutedias e altas

Verifica-se tambeacutem que com o passar do tempo e com o acuacutemulo de solicitaccedilotildees no

pavimento houve uma reduccedilatildeo nos valores de IFI para uma mesma velocidade como jaacute era

de se esperar mas a partir do 13ordm mecircs de solicitaccedilotildees os valores se mantiveram quase

constantes para uma mesma velocidade Isso ocorreu devido agrave estabilizaccedilatildeo e constacircncia nos

valores principalmente de macrotextura Encontrou-se tambeacutem os modelos de IFI para

AASHTO (Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma

147

velocidade de 60 kmh uma vez que essa eacute a velocidade padratildeo da norma ASTM E

19601998 utilizada no calculo do IFI

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 099

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 099

Para Avenida Heacutelvio Basso obtiveram-se os graacuteficos da Figura 48 tambeacutem pela

combinaccedilatildeo de Macrotextura e Microtextura obtidos nos ensaios realizados no trecho

monitorado em suas respectivas datas A figura mostra ainda o modelo de previsatildeo de

desempenho de IFI encontrado para este trecho estudado

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

7 meses

13 meses

19 meses

Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso

Visualiza-se na Figura 48 que haacute uma reduccedilatildeo significativa nos valores do IFI em

todos os periacuteodos de monitoramento com o aumento das baixas velocidades por exemplo

quando aumentada a velocidade de 20 kmh para 40 kmh haacute uma reduccedilatildeo no valor de atrito

de ateacute 60 no ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Isso ocorreu justamente

148

pelo fato de este trecho ter apresentado os menores valores de macrotextura classificada

como fina e assim reduzindo excessivamente o valor de IFI com o aumento da velocidade

Nota-se ainda que a uma velocidade de 100 kmh os valores de atrito em praticamente

todos os periacuteodos de monitoramento satildeo bem proacuteximos de zero o que eacute extremamente

inseguro para o usuaacuterio da via Encontrou-se ainda os modelos de IFI para AASHTO

(Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma velocidade

de 60 kmh

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 089

18003210279 7214

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 089

No Trevo dos Quarteacuteis a combinaccedilatildeo dos dados de macrotextura e microtextura

obtidos nos ensaios realizados no primeiro e no sexto mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deu

origem aos dois graacuteficos apresentados na Figura 49 Para este trecho natildeo foi desenvolvido

modelo de previsatildeo de desempenho para o IFI pelo curto periacuteodo de tempo para coleta de

dados e seria prematura a realizaccedilatildeo de um modelo com apenas dois levantamentos de dados

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis

149

Apesar do curto periacuteodo de tempo decorrido desde o iniacutecio da utilizaccedilatildeo da via ateacute a

realizaccedilatildeo do ultimo levantamento eacute possiacutevel verificar no graacutefico da Figura 49 que houve

uma reduccedilatildeo bastante significativa nos valores de atrito para uma mesma velocidade Neste

caso esta reduccedilatildeo pode ter ocorrido principalmente pela reduccedilatildeo da microtextura que foi de

58 ocasionando assim a reduccedilatildeo no valor do IFI Foi montada a Tabela 46 que apresenta o

valor de erro padratildeo de estimativa que quanto menor o valor mais confiaacutevel eacute o modelo para

o trecho monitorado

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p

099 0009

089 0018

099 0009

089 0018

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

Avenida RoraimaAASHTO

USACEAvenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI

1801003210279 7214

USACEUSACEHB NNIFI

Onde IFI = Valor harmonizado de atrito para veiacuteculos deslocando-se agrave 60kmh

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

Verificou-se na Tabela 46 que os valores de p satildeo baixos confirmando a

confiabilidade dos modelos mostrados Aleacutem da Tabela 46 fez-se o graacutefico da Figura 410

para verificar o ajuste dos modelos encontrados visualizando se os pontos estatildeo proacuteximos ou

natildeo da reta de igualdade quanto mais proacuteximos da reta estiverem os pontos maior a

confiabilidade do modelo

Observando a Figura 410 nota-se que os pontos ficaram bastante proacuteximos a linha o

que mostra que a coerecircncia entre os valores calculados pela correlaccedilatildeo entre a Macrotextura e

a Microtextura e os valores calculados pelos modelos

150

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000 005 010 015 020 025 030 035 040

IFI

Ca

lcu

lad

o p

elo

Mo

del

o (

60

km

h)

IFI Calculado pela Macrotextura e Microtextura (60kmh)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI

Fez-se tambeacutem uma comparaccedilatildeo entre os modelos de IFI das Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso confeccionando o graacutefico do IFI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que estaacute mostrado na Figura 411

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

IFI

(60

km

h)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa

151

Ambos os modelos de previsatildeo apresentaram uma queda nos valores de IFI com o

acuacutemulo do nuacutemero de solicitaccedilotildees o que condiz com o que apresentou os resultados obtidos

pelos levantamentos Poreacutem a reduccedilatildeo mostrada pelo modelo da Avenida Heacutelvio Basso foi

mais acentuada devido ao comportamento da macrotextura que teve o menor valor entre os

trecircs trechos monitorados Aleacutem disso o valor de IFI na Avenida Roraima aumenta a partir de

um determinado nuacutemero de solicitaccedilotildees este aumento ocorre devido principalmente aos

valores da macrotextura que aumentou devido ao surgimento de trincas

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI

O iacutendice de irregularidade longitudinal (IRI) informa o quatildeo desnivelado estaacute o

pavimento o que causa desconforto ao usuaacuterio ao trafegar pela via sendo mais um dos

paracircmetros funcionais analisado neste trabalho Os valores de IRI foram obtidos neste estudo

com o perfilocircmetro a laser nos periacuteodos de 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego da

Avenida Roraima nos periacuteodos de 9 16 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 2 e 7 meses

no Trevo dos Quarteacuteis Com os valores medidos de irregularidade sendo agrupados de 10 em

10 metros foi possiacutevel fazer os graacuteficos das Figuras 412 413 e 414 que mostra a

irregularidade meacutedia dos pavimentos ao longo dos trechos da Avenida Roraima Avenida

Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis respectivamente

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado

152

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado

153

Analisando as trecircs figuras eacute possiacutevel verificar que a menor irregularidade foi

observada no trecho do Trevo dos Quarteacuteis Quando observados os graacuteficos da Figura 412

verifica-se que as maiores irregularidades estatildeo no iniacutecio do trecho o que pode ser explicado

pela existecircncia de uma emenda da mistura asfaacuteltica colocada no trecho e ser um ponto onde

existe uma intersecccedilatildeo com uma rotatoacuteria com diferentes pontos de solicitaccedilotildees provocando

irregularidades Por isto foi retirado o primeiro ponto dos levantamentos realizados na

Avenida Roraima para realizaccedilatildeo da anaacutelise e obtenccedilatildeo dos modelos para este paracircmetro uma

vez que este ponto natildeo representa de forma correta a realidade da irregularidade longitudinal

existente no trecho monitorado

Com os valores meacutedios de irregularidade desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo de

cada trecho monitorado bem como com os valores de solicitaccedilotildees equivalente do eixo padratildeo

fez-se a Tabela 47 com esses valores e seus respectivos limites de aceitaccedilatildeo

Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 216 087 4012 303 129

22 628E+05 898E+05 217 079 3655 296 137

27 809E+05 115E+06 217 062 2839 279 155

9 391E+05 661E+05 227 091 4008 318 136

16 786E+05 132E+06 212 084 3969 296 128

21 103E+06 173E+06 250 093 3733 343 157

2 913E+04 198E+05 162 048 2976 210 114

7 319E+05 691E+05 180 040 2240 220 140

Desvio Padratildeo

(mkm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mkm)

Meacutedia - DP

(mkm)NUSACENAASHTO

IRI Meacutedio

(mkm)

Trevo dos

Quarteacuteis

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)

Os valores de coeficiente de variaccedilatildeo dos ensaios mostraram-se elevados sendo que a

Avenida Heacutelvio Basso apresentou na meacutedia os maiores valores devido a maior irregularidade

longitudinal ao longo do trecho Poreacutem de forma geral os valores meacutedios de IRI das

Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo baixos sendo os trechos classificados no conceito

bom segundo o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) com valores meacutedios entre 212 e

250 mkm jaacute no Trevo dos Quarteacuteis a classificaccedilatildeo do IRI foi excelente devido a adequada

execuccedilatildeo do revestimento quanto a este aspecto natildeo apresentando assim irregularidades

Todavia apesar de ter uma classificaccedilatildeo de IRI bom nas Avenidas Roraima e Heacutelvio

Basso em ambas as Avenidas houve pontos onde o valor do IRI apresentou-se acima de

46mkm onde a classificaccedilatildeo eacute peacutessima Com os dados da Tabela 47 fizeram-se os graacuteficos

154

da Figura 415 que mostra a evoluccedilatildeo da irregularidade nos trecircs trechos monitorados agrave medida

que era solicitado

000

050

100

150

200

250

300

350

400

450

500

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo

A Figura 415 apresenta um comportamento caracteriacutestico dos valores de IRI

mostrados tambeacutem em outras literaturas com o aumento de seus valores agrave medida que o

pavimento eacute solicitado Isso ocorre pelo fato de que o pavimento passa a se degradar causando

irregularidades cada vez maiores com formaccedilatildeo de buracos e escorregamento de massa

asfaacuteltica como ocorreu na Avenida Roraima

O uacutenico ponto em que houve uma reduccedilatildeo nos valores meacutedios de IRI foi no ensaio

realizado aos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso onde a

solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo padratildeo acumulada de 76x105 pelo meacutetodo da AASHTO

Entretanto essa reduccedilatildeo estaacute dentro da margem de aceitaccedilatildeo dos valores o que significa que o

agrupamento dos valores que ocorre de 10 em 10 metros pode ter feito com que houvesse essa

reduccedilatildeo logo foi considerado que agrave medida que o pavimento foi solicitado o mesmo

aumentou sua irregularidade longitudinal

A Figura 415 mostra ainda os modelos de previsatildeo de desempenho obtidos apenas

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em relaccedilatildeo ao N calculados pelo criteacuterio da

15210262 8

AASHTOR NIRI

Rsup2 = 099

08210912 7

AASHTOHB NIRI

Rsup2 = 024

155

AASHTO uma vez que foram realizados poucos ensaios no Trevo dos Quarteacuteis e natildeo seria

significativo o modelo encontrado Com tais modelos calcularam-se os valores para os

nuacutemeros de solicitaccedilotildees nas datas das avaliaccedilotildees realizadas e comparou-se com os valores

medidos gerando o graacutefico da Figura 416

200

215

230

245

260

275

290

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

IRI

Ca

lcu

lad

o (

mk

m)

IRI Observado (mkm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI

Analisando a Figura 416 eacute possiacutevel verificar que o modelo obtido para a Avenida

Roraima apresenta valores coincidentes com os obtidos em campo enquanto o modelo

encontrado para a Avenida Heacutelvio Basso tem certa dispersatildeo Todavia os valores estatildeo bem

proacuteximos da linha de igualdade o que significa que os modelos de previsatildeo de desempenho

representam de forma adequada os resultados encontrados durante os ensaios

A Tabela 48 mostra resumidamente os modelos de previsatildeo de desempenho para o

paracircmetro de irregularidade longitudinal encontrado para os trechos da Avenida Roraima e da

Avenida Heacutelvio Basso com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p)

156

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mkm)

099 0004

024 0237

099 0003

024 0237USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

AASHTO08210912 7

AASHTOHB NIRI

15210262 8

AASHTOR NIRI

08210741 7

USACEHB NIRI

15210601 8

USACER NIRI

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mkm)

Verifica-se na Tabela 48 que os valores de erro padratildeo de estimativa (p) encontrados

para os modelos de ambos os trechos satildeo baixos comprovando que os valores calculados com

os modelos condizem com os obtidos em campo Apesar de o modelo de previsatildeo de

desempenho da Avenida Heacutelvio Basso mostrar um valor de Rsup2 baixo este modelo representou

satisfatoriamente o obtido em campo Este valor de Rsup2 baixo eacute devido agrave reduccedilatildeo no valor

meacutedio do IRI no segundo ensaio fazendo com que houvesse uma variaccedilatildeo maior entre o valor

do modelo e o do campo

Fez-se uma comparaccedilatildeo entre os dois modelos de desempenho para IRI encontrados

neste estudo com os modelos encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002)

mostram o comportamento do IRI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo mostrado na Figura 417

Atraveacutes da observaccedilatildeo da Figura 417 pode-se dizer que tanto os modelos encontrados

para a Avenida Roraima como para a Avenida Heacutelvio Basso estatildeo de acordo com os

encontrados por Marcon (2004) e seguem um mesmo comportamento Aumento de IRI agrave

medida que o pavimento eacute solicitado No modelo de Basiacutelio (2002) existe uma reduccedilatildeo no

valor do IRI agrave medida que o pavimento eacute solicitado o que fica em desacordo com os

encontrados neste estudo e por Marcon (2004)

157

000

050

100

150

200

250

300

350

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI

O modelo da Avenida Roraima apresentou valores quase constantes com um aumento

nos valores de IRI bastante baixos agrave medida que a pavimento eacute solicitado Jaacute o modelo da

Avenida Heacutelvio Basso mostra uma taxa maior no valor do IRI quase que na mesma

proporccedilatildeo do modelo encontrado por Marcon (2004) Poreacutem como os valores meacutedios de IRI

em ambos os trechos mostram-se abaixo de 30 mkm natildeo haacute necessidade de uma intervenccedilatildeo

em todo o trecho havendo essa necessidade apenas em alguns ―pontos (trechos de 10

metros) que apresentam defeitos principalmente na Avenida Roraima que provocam maior

interferecircncia neste paracircmetro

45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR

O paracircmetro de afundamento em trilha de roda eacute um dos paracircmetros mais importantes

para a seguranccedila dos usuaacuterios das vias uma vez que com o surgimento da deformaccedilatildeo

permanente haacute a possibilidade de ocorrer o acuacutemulo de aacutegua na pista nestes pontos Os limites

de afundamento em trilha de roda dependem da largura e declividade da pista e quanto maior

a largura da pista maior deve ser a declividade e menor a profundidade admissiacutevel da trilha de

roda Poreacutem para o Manual de Restauraccedilatildeo de Pavimentos Asfaacutelticos do DNIT (2006)

158

afundamentos a partir de 13mm criam condiccedilotildees para que ocorra o armazenamento de aacutegua

suficiente para potencial hidroplanagem

Realizaram-se medidas com treliccedila para obtenccedilatildeo de ATR na Avenida Roraima nos

periacuteodos de 1 6 e 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego e na Avenida Heacutelvio Basso nos

periacuteodos de 1 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Natildeo foi mais realizado levantamento com

treliccedila a partir do momento que passou a ser feito com perfilocircmetro laser concomitantemente

com os ensaios de irregularidade longitudinal nos trechos monitorados As Figuras 418 419

e 420 mostram os pontos de ATR atraveacutes da meacutedia dos afundamentos a cada 10 metros com

perfilocircmetro laser ou seja de 10 em 10 metros era realizado a meacutedia dos ATRs e apresentado

o ponto dos trechos da Avenida Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis

respectivamente

Na Avenida Roraima os ensaios de ATR a laser foram realizados nos meses de 14 22

e 27 apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso foram realizados os levantamentos

nos meses de 9 16 e 21 apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis 2 e 7 meses apoacutes

o transito ser liberado para uso da via

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho

159

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho

Eacute possiacutevel visualizar na Figura 418 que os valores de ATR na Avenida Roraima natildeo

sofreram grandes alteraccedilotildees ao longo tempo isso pode ter ocorrido pelo fato que a estrutura

estaacute bem consolidada jaacute que eacute recapeamento e que a mistura asfaacuteltica apresenta boa

estabilidade frente agrave accedilatildeo do traacutefego causando assim uma baixa variaccedilatildeo no valor de ATR Jaacute

na Figura 419 observa-se um comportamento inesperado na aquisiccedilatildeo dos valores de ATR

160

onde no primeiro ensaio os valores mostraram-se maiores que os obtidos nos ensaios

posteriores natildeo encontrando assim uma explicaccedilatildeo teacutecnica para este acontecimento

Na Figura 420 eacute mostrado um aumento significativo da deformaccedilatildeo permanente 2

meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego em relaccedilatildeo ao ensaio realizado 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao

traacutefego Este aumento pode ter ocorrido devido a natildeo compactaccedilatildeo adequada da mistura

asfaacuteltica em campo uma vez que os valores de grau de compactaccedilatildeo pelas normas NBR

155732012 e DNIT-ME 1171994 foram 88 e 91 respectivamente

Outra observaccedilatildeo que pode ser mencionada visualizando as trecircs figuras eacute que ateacute o

momento natildeo haacute nenhum ponto da pista nos trechos monitorados em que o ATR eacute maior que

13mm o que faz com que natildeo haja necessidade de intervenccedilotildees nos trechos por conta deste

paracircmetro A partir dos dados obtidos nos levantamentos com treliccedila e perfilocircmetro a laser

construiu-se as Tabela 49 e Tabela 410 respectivamente onde satildeo apresentados os valores

meacutedios de afundamento em trilha de roda desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como

as faixas de aceitaccedilatildeo em cada um dos ensaios e trechos monitorados

Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 000 000 000 000 000

6 179E+05 257E+05 011 029 26441 040 000

13 388E+05 557E+05 019 038 19987 058 000

1 435E+04 736E+04 015 023 15012 038 000

7 299E+05 505E+05 064 078 12269 142 000

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Heacutelvio

Basso

Desvio Padratildeo

(mm)

Roraima

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

ATR Meacutedio

(mm)

Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 069 076 11035 145 000

22 628E+05 898E+05 070 068 9643 138 002

27 809E+05 115E+06 125 064 5109 189 061

9 391E+05 661E+05 498 144 2896 642 354

17 786E+05 132E+06 306 133 4353 439 173

21 103E+06 173E+06 363 129 3546 492 234

2 913E+04 198E+05 258 136 5292 394 121

7 319E+05 691E+05 390 058 1482 448 333

Desvio Padratildeo

(mm)

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

ATR Meacutedio

(mm)NUSACE

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Verifica-se na Tabela 49 que os valores de desvio padratildeo nos trechos monitorados

apresentaram-se extremamente elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos consequentemente os valores de coeficiente de variaccedilatildeo foram altos Estes

161

valores chegaram a estes patamares devido a valores baixos e equipamento impreciso para

este niacutevel de medida

Jaacute na Tabela 410 verifica-se que os valores de desvio padratildeo para o trecho da Avenida

Roraima ainda mostraram-se elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos a varias idades Estes valores foram altos devido a existecircncia de defeitos em

alguns pontos que originaram valores altos de ATR e como na meacutedia o trecho apresentou

baixos valores de ATR estes pontos provocaram a discrepacircncia no de desvio padratildeo e no

coeficiente de variaccedilatildeo

Com os dados das Tabelas 49 e 410 confeccionaram-se os graacuteficos da Figura 421

que apresentam o desenvolvimento do ATR nos trecircs trechos monitorados em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees acumulado equivalentes ao eixo padratildeo ao qual cada um dos trechos

foi submetido ateacute a data de cada levantamento Eacute apresentado tambeacutem na Figura 421 o

modelo de previsatildeo de desempenho dos ensaios com perfilocircmetro laser da Avenida Roraima

com seu valor de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) Natildeo seraacute apresentado modelo de previsatildeo

de desempenho para o trecho do Trevo dos Quarteacuteis uma vez que foram realizados apenas

dois levantamentos neste trecho

Jaacute na Avenida Heacutelvio Basso natildeo foi feito o modelo de previsatildeo de desempenho visto

que foi desconsiderado o ensaio de 9 meses pela incoerecircncia no desenvolvimento do ATR agrave

medida que o pavimento era solicitado Desta forma o modelo de previsatildeo de desempenho

natildeo representaria adequadamente o desenvolvimento do ATR no pavimento

-100

000

100

200

300

400

500

600

700

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Perfilocircmetro Laser

Roraima Treliccedila

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Heacutelvio Basso

Perfilocircmetro Laser

Heacutelvio Basso

Treliccedila

Meacutedia plusmn DP Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Perfilocircmetro Laser

Meacutedia plusmn DP Trevo

dos Quarteacuteis

Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo

012010411 6

AASHTOR NATR

Rsup2 = 073

162

Avaliando o comportamento dos ATRs mostrados nos graacuteficos da Figura 421 eacute

possiacutevel dizer que os trechos da Avenida Roraima e Trevo dos Quarteacuteis estatildeo ateacute o momento

com um comportamento esperado de aumento no valor de ATR agrave medida que o pavimento eacute

solicitado Em contrapartida o comportamento do ATR da Avenida Heacutelvio Basso eacute

inesperado justamente pelo valor meacutedio de ATR encontrado no primeiro levantamento a laser

que mostrou um valor superior aos outros dois levantamentos

Para comparar os valores encontrados em campo com os obtidos no modelo de

previsatildeo de desempenho para Avenida Roraima e verificar se o modelo estaacute representando

adequadamente o comportamento do ATR no trecho fez-se o graacutefico da Figura 422 que

relaciona tais valores Quanto mais proacuteximo da reta de 45ordm estiverem os pontos mais os

resultados encontrados no modelo condizem com os obtidos em campo

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

000 020 040 060 080 100 120 140 160 180 200

AT

R C

alc

ula

do (

mm

)

ATR Observado (mm)

Roraima

Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR

Eacute possiacutevel verificar na Figura 422 que o modelo encontrado para a Avenida Roraima

estaacute representando adequadamente os valores conseguidos nos ensaios de campo uma vez

que estatildeo bem proacuteximos da reta de 45ordm Aleacutem da Figura 422 que verifica a coerecircncia entre os

valores encontrados no modelo e os resultados encontrados em campo foi confeccionada a

Tabela 411 que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho para os ensaios realizados

163

com perfilocircmetro laser com seus respectivos valores de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) e

erro padratildeo de estimativa (p)

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

AASHTO 073 0240

USACE 072 0240Avenida Roraima

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima 012010411 6

AASHTORNATR

003010949 7

USACERNATR

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 e p mostrados na Tabela 411 comprovam que os modelos de

previsatildeo de desempenho estatildeo representando de forma adequada os valores medidos uma vez

que os valores de Rsup2 deram altos e p relativamente baixos Com os modelos de ATR jaacute

definidos verificaram-se quais os modelos da literatura mais se aproximaram a este estudo

tanto no que diz respeito agrave caracteriacutestica dos trechos como tambeacutem o comportamento dos

modelos Assim foi possiacutevel produzir os graacuteficos da Figura 423 que comparam os modelos de

previsatildeo de desempenho para ATR encontrados neste estudo com os existentes na literatura

Observa-se na Figura 423 que o modelo da Avenida Roraima mostra um

comportamento com menores valores de ATR poreacutem com maior taxa de variaccedilatildeo do ATR em

relaccedilatildeo aos demais modelos de previsatildeo de desempenho usados na comparaccedilatildeo Estes valores

inferiores encontrados na Avenida Roraima podem ter ocorrido devido agrave pequena espessura

da mistura asfaacuteltica nova colocada no trecho e pela consolidaccedilatildeo jaacute existente no trecho uma

vez que se trata de um trecho antigo fazendo com que natildeo ocorresse uma deformaccedilatildeo mais

acentuada na mesma obtendo valores de ATR baixos Jaacute o aumento mais proeminente do

ATR agrave medida que o pavimento eacute solicitado pode ter ocorrido devido ao alto teor de ligante

asfaacuteltico utilizado na mistura que foi 615 causando assim uma instabilidade na mistura e

aumento mais acelerado da deformaccedilatildeo permanente

164

000

050

100

150

200

250

300

350

400

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Vitorello (2008)

Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO

A utilizaccedilatildeo de forma segura e eficaz com estabilidade e conforto das vias onde os

usuaacuterios deslocam-se diariamente de um local para outro seja transportando mercadorias ou

indo para o trabalho passa por bom estado de conservaccedilatildeo das estruturas viaacuterias com

quantidades baixas de defeitos e irregularidades nos pavimentos Uma das formas de ponderar

as condiccedilotildees dos pavimentos eacute atraveacutes da avaliaccedilatildeo visual com apontamento dos defeitos que

o pavimento apresenta e posteriormente o caacutelculo do Iacutendice de Gravidade Global

Aleacutem do IGG que cada pavimento apresentou em cada levantamento este estudo

calculou ainda a evoluccedilatildeo percentual de aacuterea trincada que o pavimento passou a ter agrave medida

que foi solicitado Tais dados foram colocados na Tabela 412 que mostra os valores de IGG e

percentagem de aacuterea trincada bem como os periacuteodos de ensaio e o nuacutemero de solicitaccedilotildees

acumuladas equivalente ao eixo padratildeo de 82tf em cada mediccedilatildeo Ao mesmo tempo com

estes dados foram montados os graacuteficos da Figura 424

165

Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 182 017

6 179E+05 257E+05 2370 372

13 388E+05 557E+05 4539 777

19 569E+05 812E+05 4810 853

25 749E+05 107E+06 5323 1698

1 435E+04 736E+04 000 000

7 299E+05 505E+05 1130 000

13 638E+05 107E+06 641 000

19 934E+05 157E+06 1108 002

1 464E+04 101E+05 496 000

6 274E+05 594E+05 916 083

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO IGG

Aacuterea

Trincada NUSACE

-05

25

55

85

115

145

175

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima IGG

Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada

Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo

93710936 5

AASHTOR NIGG

Rsup2 = 087

95210888 6

AASHTOHB NIGG

Rsup2 = 043

60010102 5

AASHTOR NTRI

Rsup2 = 093

166

Observando a Figura 424 eacute possiacutevel verificar que na Avenida Roraima houve um

aumento maior no valor do IGG nos periacuteodos iniciais justamente pelo aparecimento das

trincas isoladas passando de um IGG classificado como bom para regular segundo a norma

do DNIT PRO 0062003 em um periacuteodo de um ano permanecendo com esta classificaccedilatildeo ateacute

o momento O aumento significativo no valor de IGG logo no primeiro ano de uso do trecho

pelo traacutefego foi devido ao surgimento e evoluccedilatildeo das fissuras do tipo FC-I para FC-III e

como a avaliaccedilatildeo da qualidade do pavimento atraveacutes do IGG leva em consideraccedilatildeo o fator de

ponderaccedilatildeo de cada defeito enquanto tais fissura natildeo evoluiacuterem para um buraco por

exemplo o valor do IGG natildeo sofreraacute grandes alteraccedilotildees

Jaacute a aacuterea trincada teve um crescimento maior nos periacuteodos chuvosos entre os meses

de junho e dezembro de 2013 e junho de 2014 e janeiro de 2015 ensaios de 6 agrave 13 e 19 agrave 25

meses respectivamente Nestes periacuteodos o aumento da aacuterea trincada foi respectivamente de

52 e 50 Na Avenida Heacutelvio Basso a variaccedilatildeo no valor do IGG ocorreu principalmente

em funccedilatildeo do valor de ATR uma vez que os defeitos do tipo trincamento soacute surgiram

aproximadamente 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego Logo a classificaccedilatildeo do IGG da via

ateacute o momento eacute de estado oacutetimo segundo a norma do DNIT PRO 0062003

Observa-se tambeacutem na Figura 424 que o IGG bem como o percentual de aacuterea

trincada na Avenida Roraima eacute bem superior aos outros dois trechos Esse valor superior deve

ter ocorrido por se tratar de um trecho onde foi colocada uma camada asfaacuteltica nova sobre

outra camada asfaacuteltica antiga com alto grau de degradaccedilatildeo sem nenhum tratamento anti-

reflexatildeo de trincas fazendo com que houvesse o surgimento prematuro de trincas na

superfiacutecie do pavimento novo da Avenida Roraima o que natildeo aconteceu nos outros dois

trechos monitorados que satildeo de implantaccedilatildeo

Na Figura 424 eacute possiacutevel verificar tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho

para o IGG encontrado para a Avenida Roraima e Avenida Heacutelvio Basso Foi feito tambeacutem o

modelo de previsatildeo de desempenho para a percentagem de aacuterea trincada apenas para a

Avenida Roraima jaacute que na Avenida Heacutelvio Basso esta no iniacutecio de trincamento aos 19 meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do trecho ao traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis foram realizados apenas dois

levantamentos de defeitos

Para verificar o quatildeo representativo estatildeo sendo os modelos encontrados foi

confeccionada a Figura 425 que compara os valores encontrados durante os ensaios para IGG

e aacuterea trincada com os valores calculados para IGG e aacuterea trincada

167

00 20 40 60 80 100 120 140 160 180

00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

00

100

200

300

400

500

600

700

00 100 200 300 400 500 600 700

Aacuterea Trincada Observada ()

Aacutere

a T

rin

cad

a C

alc

ula

da (

)

IGG

Ca

lcu

lad

o

IGG Observado

Heacutelvio Basso IGG Roraima IGG Roraima Aacuterea Trincada

Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada

Observando a Figura 425 verifica-se que os modelos de previsatildeo de desempenho para

os trechos monitorados representa bem as expectativas previstas para os trechos em relaccedilatildeo

aos dois paracircmetros estudados neste item Aleacutem da Figura 425 fez-se tambeacutem a Tabela 413

que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho do IGG para as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso e o modelo para Avenida Roraima para o paracircmetro de percentagem de aacuterea

trincada do trecho Tal tabela apresenta tambeacutem os valores de coeficiente de determinaccedilatildeo e

erro padratildeo de estimativa para cada modelo encontrado

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e

p

Meacutetodo Rsup2 p

087 1383

093 158

043 696

087 1367

093 167

043 695Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado

AASHTO

USACEAvenida Roraima

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima93710936 5

AASHTORNIGG

60010102 5

AASHTORNTRI

95210888 6

AASHTOHBNIGG

77710874 5

USACERNIGG

63010471 5

USACERNTRI

92210315 6

USACEHBNIGG

168

Onde IGG = Iacutendice de Gravidade Global do trecho analisado

TRI = Percentagem de Aacuterea Trincada ()

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

A Tabela 413 confirma que os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

simulam de forma satisfatoacuteria as expectativas de comportamento esperados nos trechos

monitorados Os valores de Rsup2 mostraram-se relativamente altos para os modelos encontrados

para Avenida Roraima e valor mediano para o modelo da Avenida Heacutelvio Basso poreacutem

satisfatoacuterio para confiabilidade no modelo

Jaacute os valores de p para os modelos de IGG ficaram um pouco elevados podendo

interferir na classificaccedilatildeo de um pavimento que estaacute oacutetimo ou bom onde a faixa de

classificaccedilatildeo eacute pequena No entanto nas classificaccedilotildees mais importantes de um pavimento

rodoviaacuterio que satildeo as classificaccedilotildees onde o pavimento jaacute deveria sofrer alguma intervenccedilatildeo

devido ao niacutevel de deterioraccedilatildeo os modelos poderatildeo mostrar-se coerentes com o que iraacute

acontecer com o pavimento uma vez que a faixa de classificaccedilatildeo eacute maior reduzindo a

possibilidade de erros de enquadramento

O valor de erro padratildeo de estimativa para o modelo de percentagem de aacuterea trincada

encontrado para Avenida Roraima apresentou-se baixo aprovando a confianccedila na utilizaccedilatildeo

de tal modelo que representou bem os valores observados no trecho para cada um dos

levantamentos realizados Com a confirmaccedilatildeo da possibilidade de utilizaccedilatildeo dos modelos

realizaram-se os graacuteficos da Figura 426 que mostra os modelos encontrados nos trechos

estudados e aqueles apresentados na literatura

169

00

40

80

120

160

200

240

00

100

200

300

400

500

600

700

800

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Ind

ice

de

Gra

vid

ad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG Marcon (2004) IGG

Roraima Aacuterea Trincada Basilio (2002) Aacuterea Trincada

Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada

Na Figura 426 verifica-se que o modelo de previsatildeo de desempenho para o IGG da

Avenida Heacutelvio Basso estaacute de acordo com o esperado em comparaccedilatildeo com o encontrado por

Marcon (2004) poreacutem o modelo da Avenida Roraima exibiu uma taxa de aumento no valor

do IGG muito acentuada devido agrave caracteriacutestica da via e fatores que aceleraram o surgimento

dos defeitos Jaacute o modelo de previsatildeo de desempenho para percentagem de aacuterea trincada da

Avenida Roraima teve um comportamento bem semelhante ao observado por Basiacutelio (2002)

com valores um pouco superiores tambeacutem devido aos mesmos fatores jaacute mencionados

47 DEFLEXAtildeO

Para os modelos de deflexatildeo utilizaram-se os dados obtidos atraveacutes dos ensaios

realizados com Viga Benkelman e FWD nos periacuteodos descritos nos itens 337 e 338 Com

estes dados foi possiacutevel obter os valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima desvio padratildeo e

170

coeficiente de variaccedilatildeo em cada um dos periacuteodos de levantamentos Realizou-se tambeacutem o

caacutelculo dos valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) em cada periacuteodo do ensaio e assim foi

encontrada uma faixa de aceitaccedilatildeo dos valores de deflexatildeo atraveacutes da meacutedia mais o desvio

padratildeo e a meacutedia menos o desvio padratildeo Os valores encontrados para a Avenida Roraima nos

ensaios realizados com a Viga Benkelman e FWD estatildeo apresentados na Tabela 414

Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 8173 2305 2820 10478 5868

1 303E+04 436E+04 7866 1880 2390 9746 5986

6 179E+05 257E+05 9252 1962 2121 11214 7290

13 388E+05 557E+05 9062 2475 2731 11537 6587

20 598E+05 854E+05 7152 1512 2114 8664 5640

23 688E+05 981E+05 7068 1651 2336 8719 5417

27 809E+05 115E+06 7138 1095 1534 8233 6043

2 597E+04 858E+04 6762 1853 2740 8615 4909

14 418E+05 600E+05 5166 1209 2340 6375 3958

23 688E+05 981E+05 4859 945 1944 5804 3914

27 809E+05 115E+06 4941 121 2453 6152 3729

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Viga

Benkelman

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

A partir dos dados da Tabela 414 foi possiacutevel a confecccedilatildeo dos graacuteficos apresentados

na Figura 427 onde estaacute demostrado o comportamento da deflexatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero

equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo Estatildeo apresentados ainda os modelos de previsatildeo

de desempenho encontrados para a deflexatildeo maacutexima com Viga Benkelman e FWD

Recomenda-se a utilizaccedilatildeo de tais modelos para um traacutefego de ateacute 809x105 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que eacute o traacutefego que solicitou o trecho monitorado ateacute o ultimo

ensaio acima deste traacutefego pode-se encontrar resultados improacuteprios com o esperado

Eacute possiacutevel observar na Figura 427 que haacute uma grande variaccedilatildeo na faixa de aceitaccedilatildeo

dos resultados principalmente para o ensaio realizado com Viga Benkelman ou seja o desvio

padratildeo das leituras realizadas se apresentou relativamente alto como pode ser visualizado na

Tabela 414 Isso ocorreu pelo fato de se tratar de um trecho onde foi executada uma

restauraccedilatildeo sem qualquer cuidado em realizar uma fresagem ou ateacute mesmo uma operaccedilatildeo tapa

buracos adequada antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico causando

variaccedilotildees altas entre cada ponto de ensaio

171

0 5 10 15 20 25 30 35

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)D

efle

xatilde

o D

0(1

0 ˉ

sup2mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima

Observa-se ainda que ateacute o momento do uacuteltimo levantamento houve uma reduccedilatildeo no

valor de deflexatildeo em relaccedilatildeo ao primeiro ensaio isso aconteceu nos ensaios realizados com os

dois equipamentos comprovando assim que houve uma reduccedilatildeo nos valores de deflexatildeo Essa

reduccedilatildeo pode ter ocorrido por um enrijecimento da estrutura agrave medida que o pavimento foi

solicitado principalmente pelo enrijecimento da mistura asfaacuteltica que sofre oxidaccedilatildeo ao longo

do tempo deixando a camada menos susceptiacutevel a deformaccedilotildees

Poreacutem para melhor conclusatildeo sobre o comportamento deste pavimento frente agrave

solicitaccedilatildeo do traacutefego se faz necessaacuterio um periacuteodo de observaccedilotildees mais longo jaacute que a

literatura mostra que com o passar do tempo a tendecircncia eacute ocorrer um aumento nas deflexotildees

Natildeo se pode afirmar tambeacutem que essa reduccedilatildeo eacute um indicativo de melhora na qualidade da

estrutura do trecho pois pelo fato de os valores de desvio padratildeo no ensaio com Viga

Benkelman estarem na ordem de 20 deacutecimos de miliacutemetro esta reduccedilatildeo no valor de deflexatildeo

estaacute dentro desta faixa de desvio padratildeo podendo ateacute mesmo natildeo ser considerada como uma

reduccedilatildeo real nos valores de deflexatildeo

Jaacute a Tabela 415 apresenta os valores obtidos nos ensaios com FWD e Viga

Benkelman na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem com os paracircmetros de deflexatildeo maacutexima meacutedia

das leituras desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como os dados dos nuacutemeros de

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 065

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

Rsup2 = 10

172

solicitaccedilotildees em cada periacuteodo de levantamento Com os dados da Tabela 415 realizaram-se os

graacuteficos apresentados na Figura 428 com seus respectivos modelos de previsatildeo de

desempenho para os ensaios realizados com FWD e Viga Benkelman

Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 5686 1365 2401 7051 4321

1 435E+04 736E+04 7223 658 910 7881 6565

7 299E+05 505E+05 5023 539 1074 5562 4483

14 736E+05 124E+06 6965 977 1402 7942 5989

17 835E+05 140E+06 5722 465 813 6187 5257

21 103E+06 173E+06 4332 616 1421 4948 3717

9 391E+05 661E+05 3727 332 892 4059 3394

17 835E+05 140E+06 4669 319 683 4988 4350

21 103E+06 173E+06 3519 295 840 3815 3224

NUSACE

Viga

Benkelman

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)

0 5 10 15 20 25

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 428 Deflexotildees medidas Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso

Assim como para Avenida Roraima os modelos para este trecho tem um limite de

utilizaccedilatildeo recomendado para o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 103x106 e como o

modelo para o FWD foi obtido com dados de apenas trecircs ensaios sendo que o primeiro foi

realizado nove meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deve-se ter cautela ao utilizaacute-lo

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 025

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFW D NNDEF

Rsup2 = 10

173

Observa-se nos graacuteficos da Figura 428 que haacute uma variaccedilatildeo nos valores das

deflexotildees com uma queda nos valores de deflexatildeo principalmente nos ensaios realizados

com a Viga Benkelman a partir dos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta reduccedilatildeo nos

valores ocorre por um aumento na rigidez das camadas que compotildeem o pavimento passando

a dar uma maior resistecircncia ao deslocamento quando solicitado pelo traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis realizaram-se os mesmos procedimentos que nos trechos

apresentados anteriormente com os dados obtidos com Viga Benkelman e FWD encontrando-

se os valores apresentados na Tabela 416 Esta tabela deu origem aos graacuteficos mostrados na

Figura 429 com o modelo apenas dos ensaios com Viga Benkelman uma vez que foram

feitos apenas dois levantamentos deflectomeacutetricos com o FWD natildeo sendo significativo para a

apresentaccedilatildeo de um modelo de previsatildeo de desempenho

Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 5807 904 1557 6712 4903

3 136E+05 295E+05 7016 766 1092 7782 6251

7 319E+05 691E+05 5334 894 1676 6228 4440

3 136E+05 295E+05 5870 539 918 6409 5331

7 319E+05 691E+05 4213 379 900 4593 3834

Viga

Benkelman

FWD

NAASHTO

Periodo Ensaio

(meses)

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

0 2 4 6 8 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 10

174

Da mesma forma que nos outros dois trechos monitorados houve uma reduccedilatildeo nos

valores de deflexatildeo agrave medida que a estrutura foi solicitada poreacutem neste caso a reduccedilatildeo pode

ter ocorrido devido a um periacuteodo de consolidaccedilatildeo da estrutura do pavimento Nos

levantamentos realizados tanto com a Viga Benkelman quanto com o FWD esta reduccedilatildeo foi

bastante significativa se comparado o ensaio realizado nos periacuteodos de trecircs e sete meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego

Para o modelo encontrado referente aos levantamentos com a Viga Benkelman eacute

recomendado utilizar um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo natildeo superior a

319x105 neste modelo uma vez que o tempo de monitoramento desta via foi curto para coleta

de mais dados e por consequecircncia para ter um modelo de previsatildeo de desempenho mais

preciso

Apoacutes a apresentaccedilatildeo e anaacutelise dos valores de deflexatildeo maacutexima encontrados nos trecircs

trechos monitorados vale mencionar neste momento que em todos os casos os valores

meacutedios de deflexatildeo encontrados com FWD foram menores que os valores meacutedios encontrados

com Viga Benkelman Estes valores mostraram-se menores devido a maior precisatildeo na

obtenccedilatildeo dos dados com FWD uma vez que quando realizado o ensaio com Viga Benkelman

sempre haacute um momento durante o procedimento de posicionamento e preparaccedilatildeo para o

ensaio em que o caminhatildeo inicia um carregamento inadequado para a obtenccedilatildeo dos dados

pegando assim aleacutem da deformaccedilatildeo elaacutestica uma parcela viscosa da deformaccedilatildeo Jaacute com o

FWD eacute obtido apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas

Para verificar se os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados para cada trecho

estatildeo de acordo com os valores encontrados em campo foi desenvolvido o graacutefico da Figura

430 onde eacute realizado uma comparaccedilatildeo dos valores observados em campo com os valores

calculados atraveacutes dos modelos de previsatildeo de desempenho

Analisando a Figura 430 eacute possiacutevel verificar que a grande maioria dos valores natildeo

estaacute perfeitamente em cima da linha o que significa que os modelos de previsatildeo de

desempenho natildeo satildeo perfeitos poreacutem representam satisfatoriamente o comportamento

encontrado em campo Uma observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo aos modelos

encontrados atraveacutes dos ensaios com FWD que obtiveram valores extremamente proacuteximos

aos valores obtidos em campo posicionando os pontos mostrados na Figura 430 em cima da

linha

175

30

40

50

60

70

80

90

100

30 40 50 60 70 80 90 100

Def

lax

atildeo

Ca

lcu

lad

a (

10

ˉsup2m

m)

Deflexatildeo Observada (10 ˉsup2mm)

Roraima VB

Roraima FWD

Heacutelvio Basso

VB

Heacutelvio Basso

FWD

Trevo dos

Quarteacuteis VB

Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo

A Tabela 417 mostra resumidamente os modelos encontrados em cada trecho para os

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro

Padratildeo de Estimativa (p)

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (10macrsup2mm)

065 596

10 010

025 1078

10 107

10 020

065 594

10 007

024 1079

10 018

10 010

AASHTO

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

USACE

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

FWD

Trecho Monitorado

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Viga Benkelman

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

81811085210683 5211

USACEUSACEVB NNDEF

56711082410522 5211

USACEUSACEFWD NNDEF

57461032110771 4210

USACEUSACEVB NNDEF

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

16121004110434 4211

USACEUSACEFWD NNDEF

70601021110111 5211

USACEUSACEVB NNDEF

Onde DEFVB = deflexatildeo maacutexima determinada com a Viga Benkelman (10-2

mm)

DEFFWD = deflexatildeo maacutexima determinada com o FWD (10-2

mm)

176

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (10-2

mm)

O Erro Padratildeo de Estimativa (p) mostra a variaccedilatildeo que existe entre os valores obtidos

com os ensaios em campo e os valores obtidos com o modelo Assim os valores que chamam

a atenccedilatildeo na Tabela 415 satildeo para o modelo de previsatildeo de desempenho encontrado com Viga

Benkelman para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso onde tal variaccedilatildeo foi mais elevada

chegando num p de 1079x10-2

mm para Avenida Heacutelvio Basso

Como grande parte da literatura apresenta modelos de previsatildeo de desempenho onde

os valores de deflexatildeo maacutexima foram obtidos com Viga Benkelman foram confeccionados os

graacuteficos da Figura 431 para os modelos de deflexatildeo maacutexima encontrados com Viga

Benkelman nos trecircs trechos monitorados Fez-se ainda uma comparaccedilatildeo destes modelos com

os encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) onde eacute mostrado o

comportamento das deflexotildees em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura

177

Observa-se na Figura 431 que o modelo encontrado para Avenida Heacutelvio Basso estaacute

de acordo com os encontrados por Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) com resultados bem

proacuteximos Eacute possiacutevel mencionar ainda que o modelo da Avenida Roraima apresentou valores

bem superiores aos demais pelo fato de ser um trecho onde ocorreu uma restauraccedilatildeo de forma

inadequada com espessuras insuficientes como seraacute mostrada no item 49 de anaacutelise

estrutural dos trechos

Como mencionado anteriormente pelo fato de o tempo de monitoramento do Trevo

dos Quarteacuteis ter sido bastante curto seu modelo de previsatildeo de desempenho natildeo apresenta

uma precisatildeo adequada do comportamento estrutural com o passar do tempo o que estaacute bem

em evidecircncia no graacutefico da Figura 431

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE

Atraveacutes da obtenccedilatildeo das bacias de deflexotildees com Viga Benkelman e FWD na Avenida

Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis realizou-se o procedimento de

retroanaacutelise para estimativa dos moacutedulos de resiliecircncia em cada camada que compotildee cada

uma das vias Tais moacutedulos foram inferidos com a utilizaccedilatildeo do software BAKFAA e

utilizando os valores das bacias de deflexotildees jaacute corrigidas para uma temperatura de 25ordmC bem

como os valores de coeficiente de Poisson mencionados no item 339 Para obter os valores

de moacutedulo de resiliecircncia de cada uma das camadas do pavimento com a maior precisatildeo

possiacutevel adotou-se como metodologia de parada quando se alcanccedilasse o menor valor

quadraacutetico meacutedio (RMS) possiacutevel apresentado no software em cada uma das bacias

retroanalisadas Para a Avenida Roraima os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia de cada

camada estatildeo apresentados na Tabela 418 e na Figura 432

178

Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 2390 122 187

1 303E+04 436E+04 4321 1178 52 255

6 179E+05 257E+05 4701 1330 383 62

13 388E+05 557E+05 4307 1023 71 199

20 598E+05 854E+05 4276 1023 81 165

23 688E+05 981E+05 4309 1198 52 211

27 809E+05 115E+06 4102 1013 71 207

2 597E+04 858E+04 2816 913 79 340

14 418E+05 600E+05 3881 1562 100 374

23 688E+05 981E+05 4910 2208 125 295

27 809E+05 115E+06 3580 1390 165 263

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Rev Novo

(MPa)

MR Rev Antigo

(MPa)

MR Base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

MonitoradoNUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Rev Novo VB

Rev Novo FWD

Rev Antigo VB

Rev Antigo FWD

Base VB

Base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Roraima

Na Figura 432 verifica-se para a camada de revestimento novo uma constacircncia nos

valores de MR nos ensaios realizados com Viga Benkelman Jaacute no ensaio com FWD os

valores de MR sofreram um aumento constante durante os trecircs primeiros levantamentos com

uma queda acentuada no quarto ensaio Esta diferenccedila de comportamento entre os MRs dos

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD se daacute devido a maior precisatildeo na obtenccedilatildeo

dos dados com o FWD que mede apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas do pavimento Tal fato eacute

179

ideal para a obtenccedilatildeo dos valores de deflexatildeo nos ensaios e por conseguinte para o MR das

camadas mostrando assim a evoluccedilatildeo na capacidade do material de deformar absorver essa

energia de deformaccedilatildeo e retornar a posiccedilatildeo inicial o que natildeo aconteceu na retroanaacutelise dos

dados obtidos com Viga Benkelman O aumento nos trecircs primeiros ensaios realizados com

FWD deve ter ocorrido em funccedilatildeo de um possiacutevel acreacutescimo na rigidez da mistura asfaacuteltica

devido ao envelhecimento da mistura A queda no valor do moacutedulo possivelmente ocorreu

pelo aumento da quantidade e severidade dos defeitos reduzindo assim a capacidade

estrutural da mistura

Jaacute a camada antiga de revestimento teve uma queda no valor de MR do ensaio

realizado antes do recapeamento em relaccedilatildeo aos realizados apoacutes o recapeamento e liberaccedilatildeo

ao traacutefego com Viga Benkelman Poreacutem a obtenccedilatildeo dos valores de MR no primeiro

levantamento se deu atraveacutes da meacutedia dos valores de retroanaacutelise de apenas seis bacias de

deflexatildeo o que pode ter alterado os valores reais de MR da camada de revestimento antigo de

todo o trecho mostrando assim valores mais altos para esta camada

Os moacutedulos obtidos para o revestimento antigo com os dados dos ensaios de FWD

mostraram um comportamento semelhante aos conseguidos para o revestimento novo Tal

comportamento pode ser explicado pela hipoacutetese de que como a retroanaacutelise leva em conta

toda a estrutura para realizar as anaacutelises e como o revestimento novo teve o comportamento

de inicialmente aumentar e posteriormente retrair o revestimento antigo seguiu o mesmo

comportamento por ter caracteriacutesticas semelhantes

Observa-se tanto na Tabela 418 como na Figura 432 valores de MR na camada de

Base abaixo do esperado tanto para a retroanaacutelise dos dados de Viga Benkelman como para

os dados de FWD Este valor baixo deve ter ocorrido devido a grande contaminaccedilatildeo por finos

que a camada estava apresentando Foi possiacutevel verificar esta contaminaccedilatildeo pois se realizou a

coleta e avaliaccedilatildeo do material que estava empregado nesta camada Verificou-se ainda valores

relativamente altos de MR para camada de subleito na ordem de 180 MPa Poreacutem Ribas

(2014) encontrou valores semelhantes nas retroanaacutelises realizadas com dados de deflexatildeo

obtidos em rodovias do Rio Grande do Sul

Para a Avenida Heacutelvio Basso os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia conseguidos

com retroanaacutelise de cada uma das camadas para as bacias de deflexatildeo obtidas nos ensaios

com Viga Benkelman e FWD estatildeo mostrados na Tabela 419 O comportamento dos

moacutedulos de resiliecircncia com o passar do tempo e agrave medida que o pavimento foi solicitado estatildeo

apresentados na Figura 433

180

Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 4276 255 501 195

1 435E+04 736E+04 4084 245 365 120

7 299E+05 505E+05 4203 413 621 142

14 736E+05 124E+06 4094 301 614 69

17 835E+05 140E+06 4026 304 398 144

21 103E+06 173E+06 4249 549 463 212

9 391E+05 661E+05 6477 617 603 163

17 835E+05 140E+06 6706 634 399 167

21 103E+06 173E+06 6983 671 587 206

MR Sub base

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

Monitorado

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Heacutelvio Basso

Pode-se observar da Figura 433 que haacute uma constacircncia nos valores de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas que compotildeem o pavimento com o passar do tempo Essa

constacircncia se daacute devido a uma compactaccedilatildeo adequada nas camadas de solo e granulares

subjacentes ao revestimento Na camada de revestimento a constacircncia nos valores de MR se

daacute devido a um envelhecimento natildeo muito acentuado simultaneamente com o natildeo

181

aparecimento de trincas fazendo com que natildeo aumentasse nem reduzisse os valores nestes

meses de observaccedilatildeo

Observam-se ainda valores de MR condizentes com o encontrado na literatura nos

encontrados no laboratoacuterio e como no estudo realizado por Ribas (2014) tanto na camada de

solo quanto nas camadas granulares e de revestimento asfaacuteltico A coerecircncia dos valores

encontrados nos moacutedulos de resiliecircncia deste trecho com o da literatura se daacute devido a uma

adequada construccedilatildeo de cada uma das camadas com suas respectivas teacutecnicas

Vale salientar ainda que os valores de MR encontrados para o revestimento asfaacuteltico

dos ensaios com FWD mostraram-se aproximadamente 39 maiores do que os encontrados

com Viga Benkelman Este valor maior ocorreu devido a valores de deflexatildeo menores

encontrados no ensaio com FWD

No trevo dos Quarteacuteis os valores meacutedios de MR encontrados para cada camada nos

trecircs ensaios realizados com Viga Benkelman e para os dois ensaios realizados com FWD

estatildeo apresentados na Tabela 420

Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 3064 193 337 285

3 136E+05 295E+05 2786 134 176 252

7 319E+05 691E+05 3304 425 170 195

3 136E+05 295E+05 3093 382 184 221

7 319E+05 691E+05 3200 556 445 285

NUSACETrecho

Monitorado

Viga

Benkelman

FWD

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Sub base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Uma observaccedilatildeo que deve ser salientada na visualizaccedilatildeo da Tabela 420 eacute com relaccedilatildeo

aos valores de MR obtidos para o subleito relativamente altos para uma camada composta por

uma argila com as caracteriacutesticas apresentadas neste trecho Poreacutem para a realizaccedilatildeo da

retroanaacutelise natildeo foi considerada a camada de reforccedilo do subleito em pedra detonada como

uma camada isolada do subleito ambas foram consideradas como uma camada do sistema

subleito composta pela camada de argila e a pedra detonada colocadas como reforccedilo do

subleito por isso o surgimento de valores mais elevados

Para melhor visualizaccedilatildeo do comportamento dos moacutedulos em cada camada foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 434 com os valores de moacutedulo de resiliecircncia em funccedilatildeo

do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo de 82tf

182

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no

Trevo dos Quarteacuteis

O comportamento dos valores de MR de todas as camadas agrave medida que o pavimento

foi solicitado obtidos com Viga Benkelman e FWD mostraram-se constantes ao longo do

tempo Deve ter acontecido esta constacircncia devido ao curto periacuteodo de tempo de

monitoramento do trecho uma vez que foi realizado o ultimo levantamento apenas sete meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

Realizando uma comparaccedilatildeo entre os valores de moacutedulo de resiliecircncia encontrados

para os trecircs trechos monitorados observa-se que para os ensaios com Viga Benkelman os

moacutedulos de resiliecircncia para o revestimento novo da Avenida Roraima e o revestimento da

Avenida Heacutelvio Basso resultaram bem semelhantes na ordem de 4300 MPa Acredita-se que

esta semelhanccedila se daacute devido a mistura asfaacuteltica ter sido feita pela mesma empresa em ambos

os trechos com agregados da mesma jazida e com arranjo granulomeacutetrico com caracteriacutesticas

parecidas e ligantes de comportamentos semelhantes Jaacute a mistura asfaacuteltica do Trevo dos

Quarteacuteis obteve um valor de MR na ordem de 3200 MPa que eacute um pouco inferior a dos

outros dois trechos monitorados

Para a camada de base a uacutenica que apresentou valores um pouco inferiores foi a base

em BGS da Avenida Roraima que teve valores em torno de 100 MPa por ser uma camada

183

antiga contaminada por finos os outros dois trechos jaacute mostraram valores na ordem de 300

MPa como na pesquisa de Ribas (2014) Para a camada de subleito as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso obtiveram valores em torno de 150 MPa o que tambeacutem condiz com o

apresentado em outros estudos Somente o subleito do Trevo dos Quarteacuteis exibiu valores mais

altos justamente por ter sido considerado como um sistema subleito

Realizando a mesma anaacutelise poreacutem agora com os valores de MR obtidos pelos dados

dos ensaios realizados com FWD haacute um disparidade nos valores de MR das camadas de

revestimento asfaacuteltico dos trecircs trechos que apresentam valores mais altos para a Avenida

Heacutelvio Basso na ordem de 6700 MPa medianos para Avenida Roraima 4200 MPa e um

pouco mais baixos no Trevo dos Quarteacuteis em torno de 3200 MPa O uacutenico que se sobressaiu

neste comparativo foram os valores para a Avenida Heacutelvio Basso que foram bem superiores

para os ensaios com FWD do que para os ensaios com Viga Benkelman poreacutem o motivo

desta variaccedilatildeo jaacute foi justificado anteriormente

Os valores de MR nas camadas de base obtidos com os dados de FWD tiveram o

mesmo comportamento que os conseguidos a Viga Benkelman para cada trecho com exceccedilatildeo

do valor para base da Avenida Heacutelvio Basso com valores mais altos na faixa de 630 MPa

Acredita-se que da mesma forma que os valores de MR do revestimento apresentaram valores

mais elevados para os dados obtidos com FWD neste trecho os valores de MR para base

tambeacutem tiveram valores mais altos pelo mesmo motivo Para o subleito o comportamento dos

valores de MR em cada trecho foi o mesmo para os obtidos com Viga Benkelman com

valores em torno de 180 MPa para as Avenida Roraima e Heacutelvio Basso e de 250 MPa para o

Trevo dos Quarteacuteis

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL

Neste item seratildeo apresentadas anaacutelises estruturais dos trecircs trechos monitorados atraveacutes

de anaacutelises mecanicistas com dados obtidos nos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman

uma vez que foi realizado apenas ensaios com este equipamento no primeiro mecircs de abertura

das vias ao traacutefego Seraacute mostrada ainda uma anaacutelise estrutural da espessura da camada

asfaacuteltica colocada na Avenida Roraima feita com a norma do DNER-PRO 0111979 de

restauraccedilatildeo do pavimento da via existente

184

491 Anaacutelise mecanicista

Para realizaccedilatildeo deste estudo selecionaram-se os valores de moacutedulo de resiliecircncia

obtidos atraveacutes da retroanaacutelise dos dados dos ensaios realizados com Viga Benkelman no

periacuteodo em que cada trecho havia sido utilizado durante um mecircs Foi utilizado como

ferramenta o software AEMCSisPav (2009) com carregamento do eixo padratildeo sendo eixo

simples de rodas duplas com inflaccedilatildeo dos pneus igual a 055MPa e carga de 8200 kg

Foram adotados os mesmos valores de Coeficiente de Poisson utilizados na

retroanaacutelise que foram de 030 para concreto asfaacuteltico segundo Specht (2004) 035 para

camadas granulares e 045 para subleitos de solos segundo Medina e Motta (2015) Com esta

anaacutelise mecanicista realizada com o software obteve-se a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo na

fibra inferior do revestimento (t) e a deformaccedilatildeo especiacutefica de compressatildeo no topo do

subleito (c) valores que foram aplicados nos modelos de fadiga e de deformaccedilatildeo permanente

buscados na literatura

Com estes dados foram realizadas seis simulaccedilotildees no software AEMCSisPav (2009)

as trecircs primeiras para obtenccedilatildeo dos valores das tensotildees de traccedilatildeo na fibra inferior do

revestimento e tensatildeo de compressatildeo no topo do subleito dos trecircs trechos monitorados com

aderecircncia total entre as camadas No caso especiacutefico da Avenida Roraima pegou-se a tensatildeo

de traccedilatildeo na fibra inferior do revestimento novo pois o antigo jaacute se encontrava bastante

deteriorado

As outras trecircs simulaccedilotildees foram realizadas com o mesmo objetivo poreacutem

considerando a natildeo aderecircncia entre as camadas Somente foi considerada aderida a camada

asfaacuteltica nova com a camada asfaacuteltica antiga da Avenida Roraima por se tratar de uma

interface de camada asfaacuteltica com camada asfaacuteltica Optou-se por realizar as simulaccedilotildees com

aderecircncia entre as camadas e sem aderecircncia entre as camadas que compotildeem o pavimento para

verificar a influecircncia de tal paracircmetro nas tensotildees e na previsatildeo de durabilidade do pavimento

Para avaliar o desempenho a fadiga foram utilizados os modelos de Franco (2007)

Pinto (1991) e da Federal Highway Administration ndash FHWA (2006) que satildeo os modelos mais

utilizados no meio acadecircmico Para a deformaccedilatildeo permanente o modelo empregado foi o

proposto pelo Asphalt Institute (1991)

Dando prosseguimento ao estudo inseriu-se no modelo de Franco (2007) que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 245 do item 23212 no modelo de Pinto (1991) que estaacute mostrado

na Equaccedilatildeo 251 do item 23214 e no modelo do FHWA (2006) que estaacute apresentado na

185

Equaccedilatildeo 260 do item 23217 as tensotildees de traccedilatildeo na base do revestimento para obtenccedilatildeo da

previsatildeo da vida de fadiga de cada um dos trechos No modelo proposto pelo Asphalt Institute

(1991) que estaacute na Equaccedilatildeo 253 do item 23215 inseriu-se as tensotildees de compressatildeo no

topo do subleito para obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo necessaacuterios para

causar a deformaccedilatildeo permanente maacutexima na estrutura

A Tabela 421 apresenta os valores de tensatildeo de traccedilatildeo na base das camadas asfaacutelticas

e tensatildeo de compressatildeo no topo dos subleitos bem como os valores de moacutedulo de resiliecircncia

da camada de revestimento necessaacuterio para o caacutelculo de alguns modelos Jaacute a Tabela 422

mostra os valores de N de Fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente em que modelos

mencionados preveem o momento que ocorreratildeo as rupturas dos pavimentos seja essa

ruptura pelo mecanismo de fadiga ou da deformaccedilatildeo permanente

Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC

Trechoεt

(10-6 m mm)

εc

(10-6 m mm)

MR Revestimento

(MPa)

Avenida Roraima Rev Novo 177 -263 4321

Avenida Heacutelvio Basso 251 -186 4084

Trevo dos Quarteacuteis 292 -236 3064

Avenida Roraima Rev Novo 207 -690 4321

Avenida Heacutelvio Basso 369 -610 4084

Trevo dos Quarteacuteis 414 -740 3064

Aderido

Natildeo Aderido

Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima 497E+05 603E+06 164E+07 137E+07

Avenida Heacutelvio Basso 194E+05 239E+06 481E+06 646E+07

Trevo dos Quarteacuteis 156E+05 162E+06 283E+06 223E+07

Avenida Roraima 320E+05 398E+06 947E+06 544E+09

Avenida Heacutelvio Basso 653E+04 863E+05 124E+06 943E+09

Trevo dos Quarteacuteis 584E+04 642E+05 830E+05 398E+09

NAASHTOTrecho

Aderido

Natildeo Aderido

Analisando a Tabela 422 eacute possiacutevel afirmar que ao realizar as simulaccedilotildees com as

camadas do pavimento natildeo aderidas a possibilidade de o pavimento romper por fadiga e natildeo

por deformaccedilatildeo permanente eacute bem maior pois eacute necessaacuterio um nuacutemero de solicitaccedilotildees bem

186

inferior para romper o pavimento por fadiga segundo os modelos utilizados para esta anaacutelise

Isso ocorre devido as camadas da estrutura do pavimento trabalharem de forma individual

absorvendo o carregamento e transmitindo uma menor parcela de tensatildeo para camada inferior

rompendo com uma maior tensatildeo de traccedilatildeo na base do revestimento e uma menor tensatildeo de

compressatildeo no topo do subleito

Aleacutem disso a grande maioria dos pavimentos brasileiros inclusive os trechos

estudados nesta pesquisa satildeo dimensionados pelo meacutetodo do CBR que protege o subleito

contra o carregamento fazendo com que as tensotildees de compressatildeo nesta camada sejam muito

baixas Assim os pavimentos brasileiros possuem uma possibilidade maior de romper por

fadiga do que por deformaccedilatildeo permanente

Jaacute quando foram realizadas as simulaccedilotildees com as camadas do pavimento totalmente

aderidas entre elas se tomado como base o modelo do FHWA (2006) e analisando a tensatildeo

na fibra inferior do revestimento da Avenida Roraima o pavimento chegaria a ruina pelo

mecanismo da deformaccedilatildeo permanente Isso ocorre devido agrave maior transferecircncia de tensatildeo de

compressatildeo entre as camadas uma vez que elas estatildeo trabalhando juntas como se fossem uma

estrutura uacutenica Poreacutem nos demais trechos a ruptura ainda seria pelo mecanismo de fadiga

mesmo com todas as camadas do pavimento aderidas Para melhor visualizar todas estas

observaccedilotildees foram realizados os graacuteficos da Figura 435

10E+03

10E+04

10E+05

10E+06

10E+07

10E+08

10E+09

10E+10

Av Roraima

Aderido

AvRoraima

Natildeo Aderido

Av Heacutelvio Basso

Aderido

Av Heacutelvio Basso

Natildeo Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Natildeo Aderido

Nuacute

mer

o d

e so

lici

taccedilotilde

es (

NA

AS

HT

O)

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos

187

Com os dados conseguidos atraveacutes de contagem de traacutefego dos trecircs trechos

monitorados e seguindo o mecanismo de ruptura adotado pela AASHTO que assume a perda

de serventia como criteacuterio de ruptura obteve-se o periacuteodo que a estrutura suportaria a

solicitaccedilatildeo real que ocorre em cada um dos trechos Para encontrar o periacuteodo em que o

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar

sua ruptura seria necessaacuterio conhecer as caracteriacutesticas do traacutefego e como ele se comporta

durante o dia

Um dos paracircmetros que natildeo foi possiacutevel medir foi o peso dos veiacuteculos devido a isso

foi adotado que 100 dos veiacuteculos estavam passando com carga maacutexima legal outro

paracircmetro adotado foi com relaccedilatildeo a taxa de crescimento anual que foi a encontrada para a

Avenida Roraima de 115 e para a Avenida Heacutelvio Basso de 1368 Para o Trevo dos

Quarteacuteis foi adotado a taxa de crescimento de 30 segundo recomendaccedilotildees do DNIT uma

vez que neste trecho foi realizada apenas uma contagem de traacutefego natildeo sendo possiacutevel assim

encontrar a taxa de crescimento anual Jaacute os paracircmetros de fator de sentido e fator climaacutetico

foram adotados de acordo com as caracteriacutesticas da via e da regiatildeo os demais foram

calculados atraveacutes dos dados obtidos nas contagens de traacutefego realizados nos trecircs trechos

monitorados

Com os dados tabulados foi possiacutevel realizar o cruzamento dos dados das contagens

com os obtidos nos modelos mecaniacutesticos e assim encontrar o periacuteodo em que o nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar sua ruptura

Estes periacuteodos estatildeo apresentados na Tabela 423

Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima1 ano e

5 meses14 anos

31 anos e

3 meses

27 anos e

3 meses

Avenida Heacutelvio

Basso5 meses

4 anos e

5 meses

8 anos e

5 meses

64 anos e

6 meses

Trevo dos

Quarteacuteis4 meses

2 anos e

11 meses

4 anos e

10 meses

28 anos e

6 meses

Avenida Roraima 11 meses9 anos e

9 meses

20 anos e

4 meses-

Avenida Heacutelvio

Basso2 meses

1 ano e

8 meses

2 anos e

4 meses-

Trevo dos

Quarteacuteis

1 mecircs e

6 meses

1 ano e

2 meses

1 ano e

6 meses-

TrechoNAASHTO

Aderido

Desaderido

Natildeo Aderido

1 ano e

6 meses

188

Eacute possiacutevel observar na Tabela 423 que se for utilizado o modelo de Franco (2007) o

tempo necessaacuterio para ocorrer a ruptura do pavimento por fadiga eacute bem inferior em

comparaccedilatildeo aos demais modelos utilizados no comparativo isso ocorre pelo fato de o modelo

de Franco (2007) ser conservador em se tratando de vida de fadiga do pavimento Em

contrapartida o modelo apresentado pelo FHWA (2006) mostra uma perspectiva de

durabilidade maior chegando a ser bastante otimista principalmente para Avenida Roraima

Assim foi possiacutevel verificar que a escolha do modelo influencia diretamente na expectativa de

vida uacutetil do pavimento

Outra observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo agrave colocaccedilatildeo ou natildeo de aderecircncia

entre as camadas do pavimento Foi possiacutevel verificar que para vida de fadiga este paracircmetro

natildeo teve influecircncia tatildeo significativa quanto na deformaccedilatildeo permanente Para deformaccedilatildeo

permanente a colocaccedilatildeo da aderecircncia entre as camadas durante as simulaccedilotildees reduziu

extremamente a previsatildeo de vida uacutetil do pavimento jaacute sem aderecircncia natildeo foi possiacutevel

verificar o tempo de vida uacutetil devido ter uma previsatildeo extremamente alta da vida de

deformaccedilatildeo permanente

Aleacutem da anaacutelise mecanicista atraveacutes dos modelos foi realizado tambeacutem o caacutelculo do

nuacutemero estrutural dos trecircs trechos monitorados Segundo Johnston (2001) o nuacutemero estrutural

eacute um nuacutemero indicativo da espessura total de um pavimento para resistir um nuacutemero total de

solicitaccedilotildees equivalente ao eixo padratildeo com determinadas combinaccedilotildees de capacidade de

suporte do solo serventia final e clima Para a realizaccedilatildeo destes caacutelculos foi seguido as

orientaccedilotildees contidas na AASHTO

Para a Avenida Roraima o nuacutemero estrutural encontrado foi 146 jaacute para Avenida

Heacutelvio Basso o valor encontrado foi 283 e para o Trevo dos Quarteacuteis foi 263 Com isso eacute

possiacutevel mencionar que a estrutura do pavimento da Avenida Heacutelvio Basso tem maior

capacidade de suporte em relaccedilatildeo aos outros dois trechos monitorados jaacute a Avenida Roraima

apresentou o menor nuacutemero estrutural

Outra anaacutelise realizada foi com relaccedilatildeo a um possiacutevel Shift Factor na Avenida

Roraima para o trincamento Utilizou-se o modelo encontrado para o trincamento obtido pelo

meacutetodo de caacutelculo do FEC da USACE e encontrou-se o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees

necessaacuterio para causar 20 de aacuterea trincada sendo encontrado NUSACE = 146x106 Utilizando

o modelo de Franco (2007) e t = 207x10-6m mm que eacute para o caso de apenas as duas

camadas asfaacutelticas aderidas encontrou-se um ―Shift Factor igual a 146x104 corroborando

com a indicaccedilatildeo de Franco (2007)

189

492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979

Por se tratar de um trecho onde foi realizada uma restauraccedilatildeo optou-se por conferir a

espessura de reforccedilo que foi colocada na estrutura antes do iniacutecio do monitoramento do

trecho Esta conferecircncia foi realizada atraveacutes da utilizaccedilatildeo dos meacutetodos abordados na norma

DNER-PRO 0111979

Com os dados de deflexatildeo encontrados no levantamento do dia 30112012 (antes da

colocaccedilatildeo da camada de reforccedilo) realizou-se a anaacutelise estatiacutestica para obter a meacutedia e o

Desvio Padratildeo Como foi possiacutevel considerar os dados de todas as estacas para realizaccedilatildeo dos

caacutelculos encontrou-se a meacutedia e o desvio padratildeo e assim a deflexatildeo caracteriacutestica do trecho

(Dc = 10479x10-2

mm) Com a deflexatildeo caracteriacutestica e considerando o fator de correccedilatildeo

sazonal igual a um encontrou-se a deflexatildeo de projeto (Dp = 10479x10-2

mm)

Com os dados citados adotou-se para realizaccedilatildeo do caacutelculo da espessura da camada de

CA no reforccedilo periacuteodos de projeto de 5 e 10 anos bem como uma taxa de crescimento de

115 ao ano encontrada para o referido trecho A partir dos dados referentes agrave contagem

meacutedia de 2013 encontrou-se o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo para um periacuteodo de 5

anos igual agrave 184x106 e assim a necessidade de realizaccedilatildeo de pelo menos 45cm de uma

camada de CA e 67cm para um periacuteodo de projeto de 10 anos onde N = 378x106 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo

Como foi realizada a colocaccedilatildeo de 50cm de reforccedilo no trecho monitorado calculou-se

o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo que poderiam levar o trecho a ruiacutena e

encontrou-se um valor de N = 215x106 Tambeacutem com os dados referentes a contagem de

2013 estimou-se o periacuteodo que esta ruiacutena ocorreria e foi encontrado um periacuteodo de 5 anos e

10 meses

Observando os dados de levantamento de defeitos verificou-se que 6 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego iniciou-se o surgimento de trincas interligadas de fadiga com

esborcinamento das fissuras sendo classificada como severidade alta no iniacutecio da estaca 7

Acredita-se que as trincas interligadas que surgiram neste periacuteodo sejam a propagaccedilatildeo das

trincas que existiam no revestimento antigo da Avenida Roraima uma vez que natildeo foi

realizado nenhum meacutetodo que impedisse esta propagaccedilatildeo durante a restauraccedilatildeo do trecho

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS

51 CONCLUSOtildeES

Esta pesquisa teve como objetivo monitorar trecircs trechos de pavimentos implantados na

regiatildeo de Santa Maria- RS a fim de verificar os desempenhos funcionais e estruturais de tais

trechos subsidiando assim o desenvolvimento de 34 modelos de previsatildeo de desempenho

sendo 17 deles obtidos pela forma de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela

metodologia da American Association of Highway and Transportation Officials (AASHTO) e

os outros 17 modelos pela forma de caacutelculo do FEC de acordo com o United States Army

Corps of Engineers (USACE)

Com isso foi possiacutevel chegar as seguintes conclusotildees

Durante a implantaccedilatildeo coletaram-se amostras de materiais utilizados na

construccedilatildeo de cada uma das camadas e pocircde-se concluir que a caracteriacutestica de cada

um desses materiais influenciou diretamente no desempenho dos trechos uma vez que

a Avenida Roraima que continha uma base contaminada com finos por exemplo

apresentou desempenho um pouco inferior com surgimento prematuro de trincas e

deflexotildees maiores do que a Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis que foram

construiacutedos com materiais novos

Com relaccedilatildeo agraves condiccedilotildees funcionais dos trechos monitorados ateacute o momento

apresentam valores satisfatoacuterios de irregularidade longitudinal A Avenida Heacutelvio

Basso foi a que mostrou maior IRI sendo este igual a 250mkm O maior

afundamento em trilha de roda ateacute o momento eacute do Trevo dos Quarteacuteis sendo igual a

390 mm e a Avenida Roraima mostrou 17 de aacuterea trincada com um IGG de 53

Conclui-se que grande parte deste trincamento foi ocasionado pela reflexatildeo das trincas

do pavimento antigo A Avenida Heacutelvio Basso apresentou o pior desempenho com

relaccedilatildeo a macrotextura sendo classificada como fina e o Trevo dos Quarteacuteis com a

classificaccedilatildeo de microtextura muito lisa teve o pior desempenhouma Microtextura

Lisa A Avenida Roraima mostrou o melhor desempenho em ambos os paracircmetros

com macrotextura meacutedia e microtextura lisa

192

Quando realizado o cruzamento dos dados de macrotextura e microtextura para

obtenccedilatildeo do IFI pocircde-se concluir que este estaacute ligado de forma direta agrave caracteriacutestica

da mistura e dos agregados A Avenida Heacutelvio Basso por apresentar uma macrotextura

fina e uma microtextura lisa obteve o menor valor de IFI sendo igual a 01 para

velocidade maacutexima permitida do trecho com classificaccedilatildeo de IFI ruim Tal fato deve-

se principalmente por este trecho ter um esqueleto peacutetreo bastante fechado da

mistura Jaacute a Avenida Roraima teve o melhor desempenho com IFI igual a 02 para

velocidade maacutexima permitida no trecho obtendo uma classificaccedilatildeo de IFI bom

Nos trechos monitorados a avaliaccedilatildeo estrutural do pavimento atraveacutes dos

ensaios natildeo destrutivos foi de suma importacircncia pois foi atraveacutes destes ensaios que se

pocircde concluir que a Avenida Roraima apresenta menor capacidade de suporte em

relaccedilatildeo aos outros dois trechos mostrando valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima em

torno de 20 maiores que esses Pocircde-se concluir tambeacutem que quando realizada a

restauraccedilatildeo de um trecho o mesmo deve ter uma avaliaccedilatildeo preacutevia da qualidade de

cada uma das camadas pois na Avenida Roraima a provaacutevel causa da baixa

capacidade de suporte deve ser pelo fato da base estar contaminada por finos

Os valores de moacutedulo de resiliecircncia obtidos por retroanaacutelise se mostraram

bastante coerentes se comparados aos mencionados em literaturas Para os

revestimentos asfaacutelticos dos trecircs trechos monitorados foram encontrados valores de

2800 MPa a 4700 MPa Jaacute para as bases estes ficaram em torno de 300 MPa com

exceccedilatildeo da base da Avenida Roraima que obteve valores em torno de 100MPa As

camadas de subleito das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso tiveram valores em torno

de 150 MPa enquanto o Trevo dos Quarteacuteis teve valores um pouco mais elevado

justamente devido a consideraccedilatildeo do sistema subleito Assim conclui-se que este

mecanismo utilizado para obtenccedilatildeo de tais valores representa adequadamente o

comportamento do material

Foram realizadas contagens perioacutedicas que conseguiram caracterizar de forma

adequada o traacutefego que solicitou os trechos com as caracteriacutesticas de cada um A partir

disto concluiu-se que a vida uacutetil de uma determinada estrutura estaacute diretamente ligada

agrave solicitaccedilatildeo que esta estrutura sofre e que para se prever o comportamento de uma

estrutura ao longo do tempo eacute muito importante conhecer as solicitaccedilotildees que esta

estrutura iraacute sofrer

193

Com todos os dados dos ensaios obtidos e a caracterizaccedilatildeo do traacutefego

adequada realizaram-se 34 modelos de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo sendo 17 deles obtidos pela forma

de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela metodologia da AASHTO e

os outros 17 modelos pela metodologia USACE Entatildeo pode-se dizer que eacute possiacutevel

prever a partir de modelos de previsatildeo de desempenho o comportamento funcional e

estrutural de um pavimento desde que o mesmo tenha caracteriacutesticas semelhantes aos

trechos que se quer prever o comportamento Aleacutem disso eacute possiacutevel prever a partir

dos modelos a necessidade de adequaccedilotildees na estrutura de um pavimento para uma

maior durabilidade e o possiacutevel momento em que seraacute necessaacuterio realizar intervenccedilotildees

para melhorias na pista

52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS

Visando a complementaccedilatildeo e continuidade da pesquisa sugere-se as seguintes

realizaccedilotildees

Dar continuidade no monitoramento dos trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS para aumentar a quantidade de dados obtidos para estes trechos

estudados e assim aperfeiccediloar os modelos de previsatildeo de desempenho jaacute encontrados

Obter mais dados no trecho do Trevo dos Quarteacuteis a fim de obter tambeacutem

modelos de previsatildeo de desempenho para este trecho nos paracircmetros estudados

Implantar e monitorar novos trechos em outros locais do Estado a fim de

obter novos dados e consequentemente novos modelos de previsatildeo de desempenho

verificando as semelhanccedilas e diferenccedilas que podem existir no Rio Grande do Sul

Realizar estudos laboratoriais mais avanccedilados com os materiais coletados em

campo a fim de subsidiar os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

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Pavimentos no Brasil Ministeacuterio dos Transportes ndash Empresa Brasileira de planejamento de

Transportes (GEIPOT) Departamento Nacional de Estradas de Rodagem (DNER) Brasiacutelia -

DF 1984

REDE TEMAacuteTICA DE ASFALTO Manual de Execuccedilatildeo de Trechos Monitorados Rio de

Janeiro 2012

RIBAS J Paracircmetros elaacutesticos tiacutepicos de materiais de pavimentos flexiacuteveis do Rio

Grande do Sul e sua aplicaccedilatildeo em uma anaacutelise de custobenefiacutecio 2014 189 p

Dissertaccedilatildeo de Mestrado (Mestrado em Engenharia Civil)ndash Universidade Federal de Santa

Maria Santa Maria ndash RS 2014

RODRIGUES R M Gerecircncia de Pavimentos Apostilas da Disciplina de Gerecircncia de

Pavimentos Instituto Tecnoloacutegico de Aeronaacuteutica ndash ITA Satildeo Carlos ndash SP 2003

ROSSATO F P Avaliaccedilatildeo do Fenocircmeno de Fadiga e das Propriedades Elaacutesticas de

Misturas Asfaacutelticas com Diferentes Ligantes em Variadas Temperaturas 2015 219 p

Dissertaccedilatildeo de Mestrado (Mestrado em Engenharia Civil)ndash Universidade Federal de Santa

Maria Santa Maria ndash RS 2015

SANTOS C R G Avaliaccedilatildeo das Influecircncias do Tipo de ligante e do volume de vazios na

vida de fadiga de algumas misturas asfaacutelticas 2005 109 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado em

Engenharia de Transportes) ndash Escola de Engenharia de Satildeo Carlos Universidade de Satildeo

Paulo Satildeo Carlos ndash SP 2005

SENCcedilO W Manual de teacutecnicas de pavimentaccedilatildeo Satildeo Paulo Pini 1997 746p

SILVA P D E A Estudo de Reforccedilo de Concreto de Cimento Portland

(WHITETOPING) na Pista Circular Experimental do Instituto e Pesquisa Rodoviaacuteria

2001 358p Tese de Doutorado (Doutorado em Engenharia Civil) ndashCOPPEUniversidade

Federal do Rio de Janeiro Rio de Janeiro ndash RJ 2001

202

SPECHT L P Avaliaccedilatildeo de Misturas Asfaacutelticas com Incorparaccedilatildeo de Borracha

Reciclada de Pneus 2004 279 p Tese de Doutorado Curso de Poacutes-Graduaccedilatildeo em

Engenharia Civil Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre 2004

TRICHEcircS G Concreto Compactado a Rolo Para Aplicaccedilatildeo em Pavimentaccedilatildeo Estudo

do Comportamento na Fadiga e Metodologia de Dimensionamento 1993 Tese de

Doutorado (Doutorado em Engenharia Civil) ndash Instituto Tecnoloacutegico da Aeronaacuteutica Satildeo

Joseacute dos Campos ndash SP 1993

VALE A F Meacutetodo de uso de simuladores de traacutefego linear moacutevel de pista para a

determinaccedilatildeo de comportamento e previsatildeo de desempenho de pavimentos asfaacutelticos 2008 331p Tese (Doutorado em Engenharia) ndash Escola Politeacutecnica da Universidade de Satildeo

Paulo Satildeo Paulo - SP 2008

VICTORINO D R Anaacutelise de Desempenho de um Pavimento Flexivel da Rodovia BR-

209RS Solicitado por um Simulador de Traacutefego Moacutevel 2008 178p Dissertaccedilatildeo

(Mestrado em Engenharia Civil) ndash Curso de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre ndash RS 2008

VITORELLO T Anaacutelise de desempenho de estrutura de pavimento flexiacutevel da rodovia

BR-290RS no trecho Osoacuterio-Porto Alegre 2008 155 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado em

Engenharia Civil) ndash Curso de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia Civil Universidade Federal do

Rio Grande do Sul Porto Alegre ndash RS 2008

WATANATADA T HARRAL C G PATERSON W D O DHARESHWAR A M

BHANDARI A TSUNOKAWA K The Highway Design and Maintenance Standards

Model ndash Volume 1 Description of the HDM-III Model World Bank Publications

Washington DC USA 1987

WEINGROFF R F Essential to the National Interest Disponiacutevel em

httpwwwfhwadotgovpublicationspublicroads06mar07 Acesso em 16032015

YODER E J e WITCZAK M W Principles of pavement design 2nd Edition New York

John Wiley amp Sons 1975

YSHIBA J K Modelo de Desempenho de Pavimentos Estudo de Rodovias do Estado do

Paranaacute 2003 Tese (Doutorado) Escola de Engenharia de Satildeo Carlos Universidade de Satildeo

Paulo - SP

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO

DE DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE

TRECHOS MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA

MARIA - RS

Mauricio Silveira dos Santos

Dissertaccedilatildeo apresentada ao Curso de Mestrado do Programa de

Poacutes-graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Aacuterea de Concentraccedilatildeo em Construccedilatildeo Civil

da Universidade Federal de Santa Maria (UFSMRS)

como requisito parcial para obtenccedilatildeo do grau de

Mestre em Engenharia Civil

Orientadora Profordf Drordf Tatiana Cureau Cervo

Coorientador Prof Dr Luciano Pivoto Specht

Santa Maria RS Brasil

2015

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE POacuteS-GRADUACcedilAtildeO EM ENGENHARIA CIVIL

A comissatildeo examinadora abaixo assinada

aprova a Dissertaccedilatildeo de Mestrado

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

elaborada por

Mauricio Silveira dos Santos

como requisito parcial para obtenccedilatildeo do grau de

Mestre em Engenharia Civil

Comissatildeo examinadora

__________________________________

Tatiana Cureau Cervo Drordf (UFSM)

(PresidenteOrientador)

__________________________________

Luciano Pivoto Specht Dr (UFSM)

(Coorientador)

__________________________________

Laura Maria Goretti da Motta DScordf (COPPEUFRJ)

__________________________________

Rinaldo Joseacute Barbosa Pinheiro Dr (UFSM)

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Dedico este trabalho agrave minha esposa Rafaele e ao meu

filho Joatildeo Gabriel pela compreensatildeo nos momentos que

natildeo foi possiacutevel dar a atenccedilatildeo merecida por eles e pelo

apoio e incentivo nos momentos difiacuteceis Aos meus pais

Amauri e Rosangela pelo amor compreensatildeo

companheirismo e dedicaccedilatildeo em todos os momentos da

minha vida Amo muito vocecircs

AGRADECIMENTOS

Inicialmente gostaria de agradecer imensamente agrave minha querida esposa Rafaele Freire

dos Santos pela compreensatildeo companheirismo e paciecircncia em momentos de ausecircncia Sem

seu incentivo e amor nada disso seria possiacutevel Vocecirc me deu o melhor presente da minha vida

o nosso filho Joatildeo Gabriel Freire dos Santos vocecircs dois satildeo a minha vida sem vocecircs nada faz

sentido Amo muito vocecircs

Agradeccedilo a professora Tatiana Cureau Cervo e ao professor Luciano Pivoto Specht

pela orientaccedilatildeo seguranccedila paciecircncia e pela motivaccedilatildeo ao estudo e agrave pesquisa Sua atenccedilatildeo foi

de fundamental importacircncia para o bom andamento dos trabalhos e seratildeo lembrados

eternamente por mim natildeo soacute por esta pesquisa mas tambeacutem pelas conversas duacutevidas tiradas

e amizade transmitida em todos os momentos

Ao professor Deividi da Silva Pereira que de forma indireta por diversos momentos

me orientou e tirou muitas duacutevidas que surgiram durante os estudos Sua dedicaccedilatildeo em

transmitir seus conhecimentos sempre que precisei seratildeo para sempre lembrados

Agrave professora Doutora Laura Maria Goretti da Motta pela disponibilidade em

compartilhar ideacuteias e realizar a avaliaccedilatildeo como membro da banca examinadora

Aos meus pais Amauri Silva Dutra dos Santos e Rosangela Maria Silveira dos Santos

por terem me passado os primeiros ensinamentos da vida e por terem continuado a me

ensianar a ser uma pessoa cada vez melhor Amo muito vocecircs

Aos meus colegas Faacutebio Rossato Fernando Boeira Gustavo Menegusso Daiana

Bruxel Lucas Bueno Mateus Tanski Thaiacutes Aquino Pedro Almeida e outros que foram

muito aleacutem de colegas e amigos pois soacute sendo muito amigo para me aturar e ajudar em todos

os momentos desta pesquisa Sem vocecircs este estudo seria muito mais difiacutecil de ser feito

Muito obrigado pela convivecircncia

Agraves bolsistas de iniciaccedilatildeo cientiacutefica jovens talentos Desirre Cureau e Nubia Wesz

Bolsistas PETROBRAS Valdir Barboza Eduardo Renz Marina Frederich e Lucas Dornelles

aleacutem de todos os bolsistas e voluntaacuterios que passaram pelo GEPPASV e colaboraram com

esta pesquisa sem a ajuda de vocecircs com certeza esta pesquisa natildeo seria a mesma

A todos os professores e alunos do grupo GEPPASV pelos ensinamentos

companheirismo e amizade compartilhados durante todo o periacuteodo do mestrado

Agrave PETROBRAS pelo financiamento da pesquisa e agrave UFSM pelo espaccedilo de estudo

Enfim obrigado a todas as pessoas que fazem parte da minha vida e contribuem para o

meu sucesso

RESUMO

Dissertaccedilatildeo de Mestrado Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Universidade Federal de Santa Maria RS Brasil

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

AUTOR MAURICIO SILVEIRA DOS SANTOS

ORIENTADORA TATIANA CUREAU CERVO

COORIENTADOR LUCIANO PIVOTO SPECHT

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Em um paiacutes com dimensotildees continentais como o Brasil infraestrutura de rodovias que proporcione um

deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que

a grande maioria dos insumos e das pessoas se desloca diariamente para regiotildees distantes Eacute por meio da

gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos tempos corretos que estas rodovias

fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus deslocamentos Uma forma de realizar esta gerecircncia de

maneira adequada eacute fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de manutenccedilotildees

disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de intervenccedilotildees Com isso o objetivo

desta pesquisa eacute realizar o monitoramento de trecircs trechos implantados na regiatildeo de Santa Maria ndash RS

verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo

de desempenho Para a concretizaccedilatildeo do estudo foi realizado em periacuteodos preacute-determinados ensaios de Mancha

de Areia Pecircndulo Britacircnico Irregularidade Longitudinal Afundamento em Trilha de Roda Levantamento

Visual de Defeitos e Levantamento de Bacia de Deflexotildees atraveacutes da Viga Benkelman e Falling Weight

Deflectometer (FWD) na Avenida Roraima (trecho de restauraccedilatildeo) Avenida Heacutelvio Basso e no Trevo dos

Quarteacuteis (trechos novos) Aleacutem destes ensaios foram feitas contagens quantitativas e classificatoacuterias dos

veiacuteculos que solicitavam os trechos com a intenccedilatildeo de encontrar o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo atraveacutes dos caacutelculos de FEC pela metodologia AASHTO e USACE Com isso obteve-se no total 34

modelos de previsatildeo de desempenho para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso (17 AASHTO e 17 USACE)

Natildeo foram desenvolvidos modelos para o Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o mesmo estaacute em iniacutecio de

monitoramento Aleacutem dos modelos de previsatildeo de desempenho foram realizadas avaliaccedilotildees do desempenho dos

trecircs trechos monitorados agrave mediada que o mesmo era solicitado pelo traacutefego sendo verificado que a Avenida

Roraima apresentou os maiores valores de deflexatildeo IGG e Aacuterea Trincada Jaacute o Trevo dos Quarteacuteis apresentou os

maiores valores de ATR Foram realizadas retroanaacutelises pelo software BAKFAA para obtenccedilatildeo de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas dos pavimentos estudados e de forma geral encontrou-se valores coerentes com

os estudados na literatura Fez-se tambeacutem anaacutelises estruturais atraveacutes do software AEMCSisPAv (2009) a fim

de encontrar a estimativa de durabilidade dos trechos A Avenida Roraima apesar de ser um trecho antigo e

apresentar a maior quantidade de defeitos prematuramente foi a que teve a maior previsatildeo de durabilidade entre

os trecircs trechos Aleacutem disso realizou-se a anaacutelise estrutural da Avenida Roraima pela norma DNER PRO

0111979 uma vez que se trata de uma restauraccedilatildeo de um pavimento e constatou-se que este trecho tem previsatildeo

de durabilidade de cinco anos e dez meses Assim o monitoramento e obtenccedilatildeo de modelos de previsatildeo de

desempenho satildeo de suma importacircncia para a boa gerecircncia dos pavimentos

Palavras-chave Trechos Monitorados Modelos de previsatildeo de desempenho Durabilidade

ABSTRACT

Masterrsquos Dissertation

Post-Graduation Program in Civil Engineering

Federal University of Santa Maria RS Brazil

DEVELOPMENT PERFORMANCE PREDICTION MODELS BY

IMPLANTATION OF MONITORED STRETCHES IN THE REGION OF

SANTA MARIA RS

AUTHOR SANTOS MAURICIO SILVEIRA DOS

ADVISOR CERVO TATIANA CUREAU

ADVISOR CO SPECHT LUCIANO PIVOTO

Santa Maria JULY 16th

2015

In a country with continental dimensions like Brazil road infrastructure that provides a displacement with

comfort and safety is extremely important once it is from these roads that the majority of supplies and people

moves daily to distant regions Is through appropriate management of corrective floors and measurements taken

at the correct times that these highways provides safety and comfort to users in their displacement One way to

perform this management properly is making use of performance prediction models that makes the manager can

predict the appearance of defects and the necessity of performing maintenance providing financial resources

required for repairs Thus the objective of this research is to monitor three highway stretches implemented in the

region of Santa Maria - RS checking their functional and structural performance in order to assist in the

development of performance prediction models To achieving the study tests were performed at predetermined

periods Sand Patch British Pendulum Roughness Rutting analysis Distress identification and Deflections

Basin Survey by Benkelman Beam and Falling Weight Deflectometer (FWD) at Roraima Avenue (restoration

stretch) Heacutelvio Basso Avenue and Quarteacuteis Intersection (new highway stretches) In these tests quantitative and

classifying counts of vehicles were made in order to find the number of equivalent demand of standard axis

through the FEC calculation by AASHTO and USACE methodology With that was obtained in all 34

performance prediction models for Avenues Roraima and Heacutelvio Basso (17 - AASHTO and 17 - USACE) No

models have been developed for Quarteacuteis Intersection once it is at the beginning of monitoring In addition to

performance prediction models performance evaluations were carried out of three sections monitored the

mediated that it were requested by the traffic and found that the Roraima Avenue had the highest deflection

values IGG and cracked area The Quarteacuteis Intersection had the highest values of rutting Back Analysis were

performed by BAKFAA software to obtain resilient modulus in all layers of pavements studied and in general

met values coherent with those studied in the literature It was also made structural analysis by AEMCSisPAv

(2009) software in order to find the estimated durability in the highway stretches The Roraima Avenue despite

being an old stretch and present the highest amount of early distress was the one that had the highest prediction

of durability between the three analysed sections Furthermore structural analysis was performed for Roraima

Avenue by standard DNER PRO 0111979 once it is a restored pavement it was found that this stretch is

expected five years and ten months of durability Therefore monitoring and obtaining performance prediction

models are extremely important for the proper management of pavements

Keywords Stretches Monitored Performance prediction models Durability

LISTA DE FIGURAS

Figura 21 Tensotildees em um pavimento 28 Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento 30 Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos 34 Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER 39 Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS 40 Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER 41 Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test 41 Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004 58 Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa 74 Figura 32 Rio Grande do Sul 74 Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria 74 Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados 75 Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014 76 Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima 76 Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima 77 Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima 82 Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima 83 Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e novo da Avenida

Roraima 85 Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 91 Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova 92 Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso 94 Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso 95 Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso 98 Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco 99 Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso 99 Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base 100 Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso 101 Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 105 Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso 107 Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis 108 Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 109 Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis 111 Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco 112 Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis 112 Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis 113 Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos Quarteacuteis 114 Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos Quarteacuteis 117 Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis 118 Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia 121 Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico 123 Figura 333 Modelo de IFI 124 Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser 125 Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel 126 Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas 127 Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman 130 Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab 131 Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA 132 Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo 137 Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura 139 Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura 140 Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo 142 Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura 143 Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura 145 Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima 146 Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso 147 Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis 148 Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI 150

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa 150 Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado 151 Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado 152 Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado 152 Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo 154 Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI 155 Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI 157 Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho 158 Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho 159 Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho 159 Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo 161 Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR 162 Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR 164 Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo 165 Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada 167 Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada 169 Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima 171 Figura 428 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso 172 Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis 173 Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo 175 Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura 176 Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

178 Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio

Basso 180 Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

182 Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos 186

LISTA DE TABELAS

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos 35 Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de pavimentos 37 Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados 55 Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003) 56 Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima 79 Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima 80 Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego 81 Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida Roraima 86 Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS 86 Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima 87 Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima 88 Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima 89 Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima 92 Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima 93 Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso 96 Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso 97 Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso 102 Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 103 Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 104 Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio Basso 106 Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso 107 Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis 110 Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis 115 Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis 116 Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis 118 Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 119 Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia 120 Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico 122 Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI 124 Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo 136 Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 136

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p 139 Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 141

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 144

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 149 Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados 153

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p 156 Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados 160 Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados 160

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p 163 Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados 165

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e p 167 Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima 170 Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso 172 Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis 173

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p 175 Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima 178 Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso 180 Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 181 Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC 185 Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados 185 Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens 187

LISTA DE SIGLAS E SIacuteMBOLOS

AASHTO American Association of Highway and Transportation Officials

ABNT Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas

AIMS Aggregate Image Measurement System

ASTM American Society of Testing and Materials

ATR Afundamento de Trilha de Roda

BBR Bending Beam Rheometer

BGS Brita Graduada Simples

CA Concreto Asfaacuteltico

CAP Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

CBR California Bearing Ratio

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado agrave Quente

CCR Concreto Compactado com Rolo

CENPES Centro de Pesquisa da PETROBRAS

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

DSR Dynamic Shear Rheometer

EVA Ethil Vinil Acetat

FHWA Federal Highway Administration

FWD Falling Weight Deflectometer

IFI International Friction Index

IGG Iacutendice de Gravidade Global

IRI International Roughness Index

ISC Iacutendice de Suporte Califoacuternia

LCPC Laboratorie Central des Ponts et Chausses

LTPP Long Term Pavement Performance

MCT Miniatura Compactados Tropicais

MPa Mega Pascal

MR Moacutedulo de Resiliecircncia

MSCR Multiple Stress Creep and Recovery

NBR Norma Brasileira

NCHRP National Cooperative Highway Research Program

PAV Pressurized Aging Vessel

PETROBRAS Petroacuteleo Brasileiro SA

PG Performance Grade

REMQP Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual

RT Resistecircncia agrave Traccedilatildeo

Rsup2 Coeficiente de Determinaccedilatildeo

SBS Styrene-Butadiene-Styrene

SGP Sistema de Gerecircncia de Pavimentos

TSD Tratamento Superficial Duplo

UFSM Universidade Federal de Santa Maria

USACE United States Army Corps of Engineers

VAM Vazios do Agregado Mineral

VB Viga Benkelman

VDM Volume Diaacuterio Meacutedio

SUMARIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 23 12 OBJETIVOS 25

121 Objetivo geral 25

122 Objetivos especiacuteficos 25

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 27 21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS 27 22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS 31

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO 32 231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho 33

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho 38 2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz 43

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson 45 2323 Modelos desenvolvidos por Marcon 46 2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio 49 2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba 50 2326 Modelos desenvolvidos por Benevides 51

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque 52

2328 Modelo desenvolvido por Lerch 55 2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara 57

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello 60

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves 61

23212 Modelos desenvolvidos por Franco 62 23213 Modelos da Shell Oil 63

23214 Modelo desenvolvido por Pinto 64 23215 Modelos do Asphalt Institute 64 23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG) 66

23217 Modelo da FHWA 68 23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs 68

23219 Modelo desenvolvido por Balbo 69 23220 Modelo desenvolvido por Rossato 70

3 METODOLOGIA 73

31 PLANEJAMENTO 73 32 TRECHOS MONITORADOS 74

321 Avenida Roraima 76

3211 Contagem de Traacutefego 77 3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 82

32121 Subleito 82 32122 Base 83 32123 Revestimento 84

321231 Agregados 84 321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 88 321233 Misturas 90

322 Avenida Heacutelvio Basso 94

3221 Contagem de Traacutefego 95 3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 97

32221 Subleito 97

32222 Sub-base 98 32223 Base 99 32224 Revestimento 100

322241 Agregados 101 322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 103

322243 Misturas 104 323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 108

3231 Contagem de Traacutefego 109 3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 110

32321 Subleito 110

32322 Sub-base 111 32323 Base 112 32324 Revestimento 113

323241 Agregados 114 323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 115 323243 Misturas 116

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS 120 331 Macrotextura 120 332 Microtextura 121 333 International Friction Index - IFI 123 334 International Roughness Index ndash IRI 124

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR 125 336 Levantamento de Defeitos 126

337 Viga Benkelman 128

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD 130

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise 131

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS 135

41 MACROTEXTURA 136 42 MICROTEXTURA 141 43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI 145

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI 151 45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR 157

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO 164 47 DEFLEXAtildeO 169

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE 177

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL 183 491 Anaacutelise mecanicista 184 492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979 189

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 191 51 CONCLUSOtildeES 191 52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS 193 REFEREcircNCIAS 195

1 INTRODUCcedilAtildeO

Uma infraestrutura de transporte adequada proporciona a qualquer sociedade um

grande e importante desenvolvimento social e cultural atraveacutes da mobilidade de produtos e

pessoas Para o Brasil que eacute um paiacutes de dimensotildees continentais uma infraestrutura de

rodovias que proporcione um deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente

importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que a grande maioria dos insumos e das

pessoas se desloca diariamente para regiotildees com distacircncias grandes

De acordo com o Ministeacuterio do planejamento Orccedilamento e Gestatildeo em seu Plano

Plurianual (PPA 2012-2015) aproximadamente 58 da movimentaccedilatildeo de cargas e 48 do

transporte interestadual de passageiros eacute realizada por meio de transporte rodoviaacuterio O

Ministeacuterio do Planejamento menciona ainda que 82 das rodovias federais implantadas no

Brasil satildeo pavimentadas poreacutem esta realidade natildeo se expande para as rodovias estaduais e

municipais sendo que o DNIT (2014) cita que 7865 da malha rodoviaacuteria nacional

considerando os trecircs niacuteveis (federal estadual e municipal) encontram-se natildeo pavimentadas

Eacute por meio da gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos

tempos corretos que estas rodovias fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus

deslocamentos a qualquer tempo Uma forma de realizar esta gerecircncia de forma adequada eacute

fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de

manutenccedilotildees disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de

intervenccedilotildees

Um banco de dados grande que contenha caracterizaccedilatildeo quantitativa e classificatoacuteria

do traacutefego que solicita as estruturas bem como o conhecimento das caracteriacutesticas dos

materiais que foram utilizados na construccedilatildeo em cada uma das camadas do pavimento eacute a

base para realizar uma gerecircncia adequada dos pavimentos Eacute a partir deste banco de dados que

se realiza o desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho dos pavimentos que satildeo

gerenciados

Para Specht (2004) a degradaccedilatildeo do pavimento por deformaccedilotildees permanentes fissuras

de fadiga retraccedilatildeo teacutermica e degradaccedilatildeo estaacute associada a vaacuterios fatores sendo que

deformaccedilotildees permanentes e fissuras por fadiga estatildeo relacionadas com o traacutefego que atua na

via e a estrutura que o pavimento possui enquanto as outras duas estatildeo em funccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais empregados e das condiccedilotildees climaacuteticas que atuam no local O

24

autor comenta ainda que os mais rigorosos defeitos que ocorre em estruturas flexiacuteveis satildeo

apresentados no revestimento e fazem com que seja possiacutevel identificar duas formas

diferentes de solicitaccedilatildeo mecacircnica flexatildeo repetida que causa fissuras de fadiga e compressatildeo

simples que produz acuacutemulo de deformaccedilatildeo permanente

Franco (2007) confirma que os danos estruturais em pavimentos acontecem

principalmente por aplicaccedilotildees de cargas elevadas na estrutura ou devido ao grande nuacutemero de

repeticcedilotildees de passagem das rodas dos veiacuteculos Contudo o autor comenta que muitas das

estruturas dos pavimentos existentes no Brasil natildeo foram dimensionadas para tais solicitaccedilotildees

jaacute que o meacutetodo de dimensionamento tradicional natildeo contempla efeitos da fadiga pois foi

desenvolvido a partir de observaccedilotildees de danos de deformaccedilotildees no subleito

Muitas das formas de dimensionar as estruturas dos pavimentos que devem suportar

as solicitaccedilotildees a que seratildeo impostas durante sua vida uacutetil utilizam meacutetodos empiacutericos com

baixa confiabilidade das previsotildees tomadas como base para seus caacutelculos Faz-se necessaacuterio

uma evoluccedilatildeo nestes meacutetodos de dimensionamento que em curto prazo se faz por meacutetodos

mecaniacutestico-empiacutericos com uso de anaacutelise elaacutestico-linear e a elaacutestico natildeo linear atraveacutes de

programas computacionais calibrados por trechos experimentais que permitam gerar modelos

de previsatildeo de desempenho dos pavimentos

Para chegar a este meacutetodo de dimensionamento mecaniacutestico-empiacuterico satildeo estimados

modelos de previsatildeo de fadiga deformaccedilatildeo permanente e deformaccedilatildeo maacutexima admissiacutevel no

topo do subleito adequados agraves condiccedilotildees ambientais da regiatildeo tanto quanto possiacutevel

atualmente e considerados diversos tipos de configuraccedilatildeo de eixos Franco (2007) comenta

que a modelagem mecaniacutestica-empiacuterica busca melhorar os projetos de pavimentaccedilatildeo em

termos de eficiecircncia estrutural de modo a utilizar materiais cujo desempenho de campo ainda

natildeo se tem experiecircncia suficiente e considerar tambeacutem os efeitos ambientais e de traacutefego

Neste contexto no ano de 2009 deu-se inicio a implantaccedilatildeo de um programa com

abrangecircncia nacional que busca desenvolver um novo meacutetodo de dimensionamento de

pavimentos asfaacutelticos no Brasil Este programa foi denominado de Programa Rede Temaacutetica

de Asfalto implantado pela PETROBRAacuteS com a parceria dos principais Centros de Pesquisa

e universidades brasileiras

Como a UFSM faz parte desta Rede esta pesquisa busca o desenvolvimento de

modelos de previsatildeo de desempenho a fim de prever o comportamento estrutural e funcional

de rodovias na regiatildeo central do Rio Grande do Sul monitorando trechos em verdadeira

grandeza e assim contribuir com o desenvolvimento dos estudos da Rede Temaacutetica do

Asfalto Esta pesquisa contribui para a obtenccedilatildeo de um banco de dados com valores de

25

ensaios climatologia e caracteriacutesticas dos veiacuteculos que solicitam as vias bem como a

caracterizaccedilatildeo dos materiais utilizados em cada uma das camadas de cada trecho monitorado

12 OBJETIVOS

121 Objetivo geral

Este trabalho tem por objetivo geral monitorar trecircs trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar

a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenhos regionais

122 Objetivos especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos estatildeo apresentados da seguinte forma

Acompanhar a construccedilatildeo dos trechos implantados verificando as teacutecnicas

construtivas durante a execuccedilatildeo de cada uma das camadas e coleta de amostras

dos materiais empregados na construccedilatildeo para verificaccedilatildeo da caracterizaccedilatildeo dos

mesmos por ensaios laboratoriais

Realizar a anaacutelise das condiccedilotildees funcionais de serventia e seguranccedila por meio

de mediccedilotildees perioacutedicas de Irregularidade Longitudinal (IRI) Afundamento em

Trilha de Roda (ATR) levantamento de defeitos e valores de Macrotextura e

Microtextura

Obter um valor harmonizado do International Friction Index (IFI) com o

cruzamento dos dados obtidos com os ensaios de Pecircndulo Britacircnico e Mancha

de Areia para cada periacuteodo de ensaio

26

Realizar avaliaccedilotildees perioacutedicas de acordo com o Manual da Rede Temaacutetica do

Asfalto das condiccedilotildees estruturais submetidas ao traacutefego utilizando ensaios

com Viga Benkelman e FWD

Estimar os valores dos Moacutedulos de Resiliecircncia de cada uma das camadas do

pavimento por retroanaacutelise dos valores das bacias de deformaccedilatildeo encontrados

nos ensaios com Viga Benkelman e FWD

Realizar estudos de traacutefego por meio dos dados de contagens semestrais com

avaliaccedilotildees quantitativa e classificatoacuteria dos veiacuteculos que possibilitem a

obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees (N) do eixo padratildeo

Gerar modelos de previsatildeo de desempenho para os pavimentos monitorados

com os valores de Moacutedulo de Resiliecircncia das retroanaacutelises da Viga Benkelman

e FWD com os valores de Macrotextura e Microtextura os valores de IFI

ATR e IRI bem como com a porcentagem de aacuterea com algum tipo de defeito

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

Neste capitulo seraacute apresentado a revisatildeo bibliograacutefica realizada atraveacutes do

demonstrativo dos trecircs principais itens estudados nesta pesquisa que satildeo Mecacircnica dos

Pavimentos Sistemas de Gerecircncia de Pavimentos e Modelos de Previsatildeo de Desempenho

21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS

De acordo com Medina e Motta (2015) a mecacircnica dos pavimentos estuda os

pavimentos como sendo um sistema em camadas sujeitos agraves cargas dos veiacuteculos e geralmente

com o auxilio de programas computacionais realiza os caacutelculos de tensotildees deformaccedilotildees e

deslocamentos conhecidos os paracircmetros de deformabilidade dos materiais Eacute possiacutevel

verificar o nuacutemero de solicitaccedilotildees que leva o revestimento asfaacuteltico agrave ruptura por fadiga e

deve-se observar as deformaccedilotildees permanentes e a ruptura plaacutestica

Diversos fatores influenciam na mecacircnica dos pavimentos no dimensionamento e na

durabilidade da estrutura Dentre estes fatores estatildeo o traacutefego aplicado sobre o pavimento o

clima da regiatildeo onde estaacute a estrutura e os materiais empregados nas camadas do pavimento

Segundo Motta (1991) o carregamento imposto pelo traacutefego de veiacuteculos a avaliaccedilatildeo

dos materiais por meio de ensaios que reproduzam o estado de tensotildees e as condiccedilotildees

ambientais a que os pavimentos estaratildeo sujeitos no campo satildeo fatores que estabelecem a

relaccedilatildeo tensatildeo-deformaccedilatildeo que ocorre nas camadas de uma estrutura

Os materiais de pavimentaccedilatildeo satildeo caracterizados em termos elaacutesticos ou

aproximadamente elaacutesticos de forma que as respostas do pavimento em termos de tensotildees

deformaccedilotildees e deslocamentos devidos agraves cargas do traacutefego ou aos fatores ambientais possam

ser calculadas pelas teorias mecanicistas (MASADA et al 2004)

Para Santos (2005) o carregamento dinacircmico do traacutefego aleacutem de causar deformaccedilotildees

permanentes de trilhas de roda causa principalmente os defeitos de trincas de fadiga dos

pavimentos Como apresentado na Figura 21 na superfiacutecie do pavimento eacute aplicada uma

carga vertical de compressatildeo e nas fibras inferiores da camada asfaacuteltica surgem tensotildees de

traccedilatildeo e de compressatildeo devido ao carregamento e descarregamento repetido

28

Figura 21 Tensotildees em um pavimento

Fonte (Medina e Motta 2015)

Existem trecircs mecanismos principais que podem deteriorar um pavimento que satildeo

afundamento de trilhas de roda provocada pela deformaccedilatildeo permanente vertical excessiva

trincas por fadiga da camada asfaacuteltica devido agrave repeticcedilatildeo do carregamento e fissuraccedilatildeo por

trincas teacutermicas consequecircncia de variaccedilotildees de temperatura As trincas teacutermicas ocorrem em

regiotildees de baixa temperatura

Fadiga foi definida por Yoder e Witczak (1975) como sendo um fenocircmeno de trincas

induzidas pelo carregamento repetido do traacutefego devido a repetidos estados de tensatildeo ou

deformaccedilatildeo inferiores ao estado uacuteltimo de tensatildeo ou deformaccedilatildeo de material

Como consequecircncia do estado de tensotildees no pavimento Santos (2005) diz que ocorre

uma gradual deterioraccedilatildeo e que o carregamento e descarregamento constante do pavimento

devido ao traacutefego geram deformaccedilotildees elaacutesticas e nesta movimentaccedilatildeo constante de

deformaccedilatildeo e recuperaccedilatildeo surgem tensotildees de traccedilatildeo nas fibras inferiores da camada (asfaacuteltica)

do pavimento gerando assim o trincamento por fadiga

De acordo com Morgado et al (2007) a deterioraccedilatildeo das propriedades de um material

por efeito da aplicaccedilatildeo ciacuteclica de uma carga eacute o dano por fadiga este ocorre natildeo soacute sob cargas

de amplitude constante como sob cargas de amplitude variaacutevel

Para avaliar a vida de fadiga pode-se utilizar algumas teorias de dano cumulativo

dentre estas teorias estaacute a Lei de Miner que foi concebida em 1945 apoacutes pesquisas sobre o

fenocircmeno da fadiga em metais de uso destinados agrave aviaccedilatildeo (SANTOS 2005)

29

Conforme Morgado et al (2007) das teorias de danos acumulados a que tem tido

maior divulgaccedilatildeo e a mais simples eacute a regra linear proposta por Miner A regra de Miner eacute

traduzida na Equaccedilatildeo 21

11

n

i i

i

N

nD (Equaccedilatildeo 21)

Onde D Dano acumulado de fadiga

ni = nuacutemero de ciclos de carregamento a um niacutevel de tensatildeo ζi

Ni eacute o nuacutemero de ciclos que provocaria ruptura para o mesmo niacutevel de tensatildeo

Santos (2005) menciona ainda que as deformaccedilotildees permanentes na superfiacutecie do

pavimento podem ser provocadas pelo carregamento vertical de compressatildeo oriundo do

traacutefego e podem tambeacutem ser decorrente da compactaccedilatildeo sofrida pelo subleito devido aos

carregamentos do traacutefego causando afundamentos em trilha de roda

Fernandes Jr (1994) afirmou que as trincas por fadiga da camada asfaacuteltica ou de

camadas cimentadas e a deformaccedilatildeo permanente nas trilhas das rodas causadas pelo traacutefego

satildeo as principais formas de deterioraccedilatildeo estrutural dos pavimentos Mas um pavimento pode

ainda deteriorar-se atraveacutes de mecanismos resultantes de fatores ambientais de desgaste por

abrasatildeo irregularidades na distribuiccedilatildeo e dosagem do material asfaacuteltico e de outros fatores

natildeo associados agraves solicitaccedilotildees do traacutefego

As variaccedilotildees climaacuteticas no desempenho de um pavimento devem ser muito bem

observadas uma vez que afetam diretamente o comportamento mecacircnico de alguns materiais

que compotildeem a estrutura especialmente a camada de revestimento e o subleito Em

contrapartida pode-se dar menor ecircnfase ao fenocircmeno do congelamento e degelo das camadas

da estrutura pois essa ocorrecircncia natildeo eacute comum no Brasil (FRANCO 2000)

Segundo Motta (1991) a temperatura do ar e precipitaccedilatildeo satildeo os fatores climaacuteticos

que mais afetam o desempenho de um pavimento Representado por seus elementos baacutesicos o

clima influencia os pavimentos por diversos mecanismos tais como a intemperizaccedilatildeo dos

materiais a alteraccedilatildeo dos moacutedulos de resiliecircncia ou ainda a alteraccedilatildeo das umidades de

equiliacutebrio

De acordo com Franco (2007) a umidade e a temperatura satildeo as duas variaacuteveis

ambientais que podem significativamente afetar as propriedades das camadas e do subleito do

pavimento e assim consequentemente afetar a capacidade da estrutura de suportar o

30

carregamento imposto pelo traacutefego A temperatura do ar atua diretamente nas propriedades

resilientes dos materiais asfaacutelticos devido agrave natureza viscosa dos ligantes asfaacutelticos jaacute a

umidade nas camadas inferiores do pavimento pode significar uma variaccedilatildeo no

comportamento resiliente do material

Medina e Motta (2015) explicam que as variaccedilotildees de temperatura tanto diurnas quanto

sazonais causam variaccedilotildees da rigidez dos materiais asfaacutelticos assim a deformabilidade do

pavimento eacute condicionada pelas variaccedilotildees da temperatura do ar ou das condiccedilotildees

meteoroloacutegicas de um modo geral

Para detalhar melhor os procedimentos analiacuteticos de dimensionamento e mostrar os

fatores que influenciam na mecacircnica dos pavimentos Motta (1991) apresenta na Figura 22

um diagrama com um procedimento detalhado e bastante caracteriacutestico para a determinaccedilatildeo

das espessuras das camadas de uma estrutura

Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento

Fonte (Motta 1991)

Fatores Ambientais

Traacutefego Materiais Disponiacuteveis Teacutecnicas Construtivas

Paracircmetros de Projeto

Variabilidade de cada item

Espessuras Adotadas

Meacutetodos de caacutelculo de

Tensotildees (ζ x )

Paracircmetros de acompanhamento do

desempenho

Estimativa de Vida Uacutetil

Comparaccedilatildeo entre vida estimada e de projeto

Decisatildeo final das espessuras

Satisfatoacuterio

Natildeo

Sat

isfa

toacuteri

o

31

22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS

Segundo Haas et al (1994) um Sistema de Gerecircncia de Pavimentos (SGP) consiste

em um conjunto amplo e coordenado de atividades associadas com planejamento construccedilatildeo

manutenccedilatildeo avaliaccedilatildeo e pesquisa de pavimentos associados a um banco de dados

objetivando otimizar os recursos estabelecimento de programas de manutenccedilatildeo

proporcionando conforto e seguranccedila ao usuaacuterio

De acordo com Hudson et al (1979) um SGP utiliza procedimentos claramente

estabelecidos e racionais para avaliar estrateacutegias e alternativas ao longo de um periacuteodo de

anaacutelise especiacutefico e com base em valores previstos para atributos qualificaacuteveis do pavimento

Envolve o tratamento integrado e coordenado de todas as aacutereas sendo um processo dinacircmico

que incorpora a realizaccedilatildeo de vaacuterios atributos restriccedilotildees e criteacuterios envolvidos no processo de

otimizaccedilatildeo

Fernandes Jr (2001) comenta que os SGP representam uma possibilidade real de se

evoluir de um esquema de manutenccedilatildeo tradicional que se baseia quase sempre na correccedilatildeo de

problemas para um sistema de manutenccedilatildeo planejada onde a atuaccedilatildeo sobre a malha viaacuteria

natildeo eacute realizada somente na soluccedilatildeo de seus problemas imediatos mas tambeacutem em um

trabalho de prevenccedilatildeo que prolongue sua vida uacutetil e garanta padrotildees miacutenimos de serviccedilo em

toda a malha que estaacute sendo gerenciada

Para Albuquerque et al (2004) a gerecircncia de pavimentos eacute subdividida em dois niacuteveis

diferentes de abordagem sendo um destes o niacutevel de rede onde se realiza uma macro visatildeo de

toda a rede rodoviaacuteria e o outro niacutevel dito de projeto onde satildeo abordadas as caracteriacutesticas

peculiares a cada sub-trecho de cada rodovia

A Gerecircncia de Pavimentos depende do monitoramento perioacutedico do pavimento para

obtenccedilatildeo de informaccedilotildees confiaacuteveis sobre a caracteriacutestica fiacutesica da rodovia ao longo do tempo

e da administraccedilatildeo dos dados obtidos Com isso consegue-se saber o que precisa ser feito num

determinado pavimento quando seratildeo necessaacuterias intervenccedilotildees para evitar ruptura e prolongar

a vida de serviccedilo do pavimento onde estatildeo os projetos prioritaacuterios e como devem ser

executadas as intervenccedilotildees de manutenccedilatildeo e reabilitaccedilatildeo do pavimento (FERNADES JR

2001)

Um SGP em niacutevel de rede eacute constituiacutedo usualmente dos seguintes componentes

32

Banco de dados Eacute uma ferramenta muito importante e utilizada em SGP

devendo ser bem estruturado conter dados confiaacuteveis e abundantes Todas as

anaacutelises e decisotildees necessaacuterias satildeo baseadas nas informaccedilotildees e dados

coletados que por isso devem ser objetivos confiaacuteveis e atualizados

(AASHTO 1990)

Moacutedulo de avaliaccedilatildeo de estrateacutegias de conservaccedilatildeo a longo prazo

(planejamento) Compreende a anaacutelise de dados a priorizaccedilatildeo das intervenccedilotildees

e a tomada de decisotildees Os resultados satildeo analisados e adequados atraveacutes do

moacutedulo de programaccedilatildeo para definir soluccedilotildees em niacutevel de projeto e para

estabelecer uma programaccedilatildeo por prioridade teacutecnica e orccedilamentaacuteria

(MARCON 2003)

Moacutedulo de acompanhamento Baseia-se nos dados armazenados no banco de

dados e proporciona o acompanhamentomonitoramento de indicadores do

pavimento A partir da definiccedilatildeo dos criteacuterios de avaliaccedilatildeo para irregularidade

deflexatildeo estrutura qualidade do patrimocircnio e qualidade para o usuaacuterio satildeo

definidos Iacutendices de Qualidade para segmentos homogecircneos das rodovias

(CARDOSO 2000)

De acordo com Oliveira (2013) apoacutes as fases de implantaccedilatildeo do SGP de definiccedilatildeo da

aplicaccedilatildeo dos recursos planejamento projetos orccedilamentos e de execuccedilatildeo das atividades e

monitoramento do desempenho das estruturas de pavimento eacute possiacutevel uma anaacutelise global

dos resultados e posteriormente uma confirmaccedilatildeo ou alteraccedilatildeo dos iacutendices e premissas

utilizados Assim eacute fundamental considerar que esse ajuste pode e deve ser feito ao longo do

tempo considerando as caracteriacutesticas e especificidades de cada Sistema de Gerecircncia de

Pavimentos

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO

Os modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo ferramentas fundamentais

em um Sistema de Gerecircncia de Pavimento tanto em niacutevel de rede quanto de projeto pois com

eles pode-se determinar a condiccedilatildeo futura dos pavimentos e prever investimentos

33

Os modelos de desempenho satildeo estabelecidos para prever a velocidade com que os

valores dos paracircmetros funcionais e estruturais dos pavimentos variam em funccedilatildeo das

solicitaccedilotildees do traacutefego ou das condiccedilotildees climaacuteticas (BASIacuteLIO 2002)

O uso de modelos de previsatildeo possibilita os seguintes aspectos (FHWA 2006)

Determinar a vida remanescente dos pavimentos quando se tem conhecimento da

condiccedilatildeo limite aceitaacutevel

Otimizar a combinaccedilatildeo de projetos estrateacutegias e o tempo para a agecircncia concluir as

metas estabelecidas

Avaliar os impactos temporais de vaacuterios cenaacuterios elencados

Promover o ―feed-back para o processo de projeto do pavimento e

Auxiliar na estimativa dos custos do ciclo-de-vida do pavimento

231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho

Os modelos de previsatildeo podem ser elaborados individualmente para cada paracircmetro

de desempenho ou para um iacutendice de condiccedilatildeo que envolva todos os mecanismos de

deterioraccedilatildeo O niacutevel de complexidade dos modelos pode ser de livre escolha ficando a cargo

do gestor do sistema

O primeiro passo para a sua elaboraccedilatildeo estaacute em determinar a forma desejada para o

modelo Existem dois tipos de modelos que podem ser elaborados para se prever desempenho

de pavimentos (Pedrosa 2002 FHWA 2006) que satildeo

Determiniacutestico Modelo no qual o estado de um sistema eacute definido por causas que se

podem determinar e identificar o descrito adequadamente sem recorrer a elementos

probabiliacutesticos Eacute o modelo matemaacutetico que determina os resultados a partir de

condiccedilotildees iniciais Utiliza-se de regressatildeo para fornecer um uacutenico valor de um

paracircmetro (variaacutevel dependente) a partir de uma ou mais variaacuteveis (variaacuteveis

independentes) Algumas formas matemaacuteticas para modelos determiniacutesticos podem ser

observadas na Figura 23

34

Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos

Fonte Vitorello 2008

Segundo Vitorello (2008) esse tipo de modelo pode ser subdividido nos seguintes

modelos

a) modelos de desempenho estrutural preveem o surgimento e a propagaccedilatildeo

dos defeitos produzidos pela repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

b) modelos de desempenho funcional preveem a queda do iacutendice de serventia

e do coeficiente de atrito da superfiacutecie com a repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

c) modelos de degradaccedilatildeo satildeo derivados de um dos dois anteriores e utilizam

uma funccedilatildeo de degradaccedilatildeo que eacute um indicador normalizado de defeitos ou de queda

do iacutendice de serventia

Probabiliacutestico permite prever os valores de um paracircmetro baseado em matrizes de

transiccedilatildeo probabiliacutestica que estimam a probabilidade de seccedilotildees de pavimentos

mudarem de uma condiccedilatildeo para outra Este tipo de modelo ainda pode ser subdividido

em

a) curvas de sobrevivecircncia eacute um graacutefico de probabilidade x tempo e representa

a porcentagem de trechos que permanecem em serviccedilo apoacutes um certo nuacutemero de anos

(ou de passagens do eixo-padratildeo) sem requererem um grande investimento em

conservaccedilatildeo ou sem necessitarem de restauraccedilatildeo Este graacutefico pode ser elaborado a

partir do histoacuterico de manutenccedilatildeo de pavimentos da rede

35

b) modelos markovianos utilizam a chamada ―Matriz de Transiccedilatildeo que

expressa a probabilidade de um grupo de pavimentos com idades semelhantes e

sujeitos ao mesmo niacutevel de traacutefego passe de um estado de degradaccedilatildeo ou iacutendice de

serventia para outro dentro de um periacuteodo de tempo especificado Este processo eacute dito

estacionaacuterio pois a mudanccedila no estado de serventia do pavimento natildeo dependeraacute do

tempo (com valores estatiacutesticos invariaacuteveis) natildeo sendo adequado para planejamento

da rede (os fenocircmenos naturais natildeo se comportam desta forma) e

c) modelos semi-markovianos satildeo idecircnticos aos modelos markovianos com a

diferenccedila de que considera que o processo seja estacionaacuterio apenas durante

incrementos de tempo

O FHWA (2006) associou os tipos de modelos de previsatildeo de desempenho e variaacuteveis

utilizadas para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos (nacional estadual ou projeto) de acordo

com a Tabela 21

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos

Niacutevel de

Gerecircncia

Determiniacutestico Probabiliacutestico

Resposta

Primaacuteria Estrutural Funcional Deterioraccedilatildeo

Curvas de

Sobrevivecircncia

Modelos de Processo de

Transiccedilatildeo

Deflexatildeo Degradaccedilatildeo PSI

Carga Equivalente

Markov Semi-Markov Tensatildeo Condiccedilatildeo do Pavimento

Seguranccedila

Deformaccedilatildeo

Nacional X X X X

Estadual X X X X X X

Projeto X X X X

Fonte FHWA 2006

Os modelos ainda podem ser subdivididos quanto agrave sua natureza conforme descrito

por Haas et al 1994

Puramente Mecaniacutesticos modelos baseados em paracircmetros de respostas estruturais

como tensatildeo deformaccedilatildeo e deflexatildeo Esses modelos natildeo satildeo considerados modelos de

desempenho

36

Mecaniacutestico-Empiacutericos onde o paracircmetro de resposta estrutural eacute relacionado agrave

deterioraccedilatildeo estrutural ou funcional medida sendo obtido por equaccedilotildees de regressatildeo

Esses tipos de modelo satildeo os mais utilizados para fazer a previsatildeo de desempenho de

pavimentos

Empiacutericos ou de Regressatildeo onde a variaacutevel dependente de deterioraccedilatildeo estrutural ou

funcional eacute relacionada a uma ou mais variaacuteveis independentes como suporte do

subleito aplicaccedilotildees de carga por eixo propriedades e espessuras das camadas do

pavimento fatores ambientais e suas interaccedilotildees e

Subjetivo onde a experiecircncia de engenheiros eacute formalizada atraveacutes de processos de

transiccedilatildeo como o processo de Markov que permite a obtenccedilatildeo de modelos de

desempenho mesmo sem seacuterie histoacuterica de dados Este tipo de modelo eacute um caminho

alternativo para o desenvolvimento preliminar de modelos de desempenho onde a

base de dados requerida natildeo eacute extensa e pode ser obtida em etapas de projeto Esta

abordagem pode ser utilizada independentemente da forma desejada para os modelos

(determiniacutestico ou probabiliacutestico)

Existem quatro criteacuterios que devem ser levados em consideraccedilatildeo para o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho (FHWA 2006)

Um banco de dados adequado agraves condiccedilotildees e interesses do sistema

A inclusatildeo de todas as variaacuteveis importantes que afetem o desempenho

Uma formulaccedilatildeo funcional adequada do modelo e

O criteacuterio estatiacutestico adequado de acordo com a precisatildeo requerida para o modelo

Com uma consistente base de dados os modelos de previsatildeo de desempenho tem uma boa

aplicabilidade agrave pavimentaccedilatildeo principalmente quando desenvolvidos para regiotildees especiacuteficas

Eles devem ser desenvolvidos para famiacutelias de pavimentos com caracteriacutesticas

comuns tais como tipo de superfiacutecie classificaccedilatildeo funcional niacuteveis de traacutefego localizaccedilatildeo

geograacutefica e clima A teacutecnica de se separar os pavimentos em famiacutelias eacute uma boa opccedilatildeo

quando a quantidade de dados natildeo eacute significativa (FHWA 2006)

FHWA (2006) afirma que apesar de serem muito utilizados os modelos

determiniacutesticos fornecem vaacuterios erros de resultados por natildeo levarem em consideraccedilatildeo

variaccedilotildees regionais que ocorrem nos pavimentos Essa situaccedilatildeo soacute eacute contornaacutevel com uma

calibraccedilatildeo destes modelos o que requer um extenso banco de dados

Deve-se utilizar de ferramentas estatiacutesticas para avaliar se os resultados fornecidos

pelos modelos satildeo confiaacuteveis A verificaccedilatildeo do ajuste da correlaccedilatildeo entre variaacuteveis

37

independentes contidas nos modelos de desempenho em niacutevel de rede eacute um bom indicador de

sua capacidade de acerto Os modelos determiniacutesticos devem considerar o valor dos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) para cada uma de suas variaacuteveis independentes Quanto

mais se aproximar do valor 1 (um) maior a correlaccedilatildeo entre as variaacuteveis dependentes e

independentes

A Tabela 22 apresenta o que se espera dos paracircmetros de regressatildeo para modelos

elaborados em niacutevel de rede de projeto

Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de

pavimentos

Niacutevel de Anaacutelise

do SGP Rsup2 REMQP

Tamanho da

Amostra

Nuacutemero de

Variaacuteveis

Independentes

Niacutevel de Rede Valores de meacutedio

para baixo

Valores meacutedios

para altos Grande Mais de uma

Niacutevel de Projeto Valores altos Valores baixos Pequena Uma

Obs

Rsup2 rarr coeficiente de determinaccedilatildeo e

REMQP (Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual) rarr erro meacutedio quadrado que eacute o desvio padratildeo do valor determinado

pelo modelo

Fonte FHWA 2006

Como jaacute mencionado fazendo referecircncia a outros autores pode-se citar que Rodrigues

(2003) resume que os modelos de previsatildeo de desempenho tambeacutem podem ser classificados

de duas maneiras diferentes em termos de forma e em termos de sua natureza Em termos de

forma os modelos podem ser determiniacutesticos ou probabiliacutesticos Os modelos determiniacutesticos

preveem um uacutenico nuacutemero para a vida do pavimento ou para seu niacutevel de degradaccedilatildeo ou

ainda para outro paracircmetro indicador de sua condiccedilatildeo indicados para SGP em niacutevel de

projeto Por outro lado os modelos probabiliacutesticos preveem uma distribuiccedilatildeo dos eventos

citados nos modelos determiniacutesticos adequados para SGP em niacutevel de rede

Em termos de sua natureza os modelos podem ser empiacutericos ou mecaniacutestico-empiacuterico

Os modelos empiacutericos satildeo simples correlaccedilotildees entre o desempenho do pavimento e alguns

38

paracircmetros explicativos referentes ao traacutefego e agrave estrutura do pavimento Os modelos

mecaniacutestico-empiacutericos utilizam o universo de dados experimentais apenas para efeito de sua

calibraccedilatildeo e natildeo para o seu desenvolvimento na medida em que sua forma eacute ditada por leis da

Mecacircnica (HAAS et al 1994)

Eacute de suma importacircncia que a teoria desses modelos seja coerente com o que eacute

observado em experimentos planejados onde exista um alto grau de controle dos paracircmetros

envolvidos como nos ensaios de laboratoacuterio em modelos reduzidos e em pistas

experimentais Caso contraacuterio os fatores de calibraccedilatildeo teratildeo pouco significado e as previsotildees

do modelo final teratildeo baixa confiabilidade

Para maximizar os efeitos da gerecircncia de pavimentos o uso de modelos de previsatildeo de

desempenho confiaacuteveis eacute muito importante A seleccedilatildeo de estrateacutegias oacutetimas de manutenccedilatildeo

depende da viabilidade de uso de modelos que reflitam as condiccedilotildees locais (NUNtildeEZ E

SHAHIN 1986)

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho

Para o uso eficiente e otimizado dos recursos de conservaccedilatildeo eacute necessaacuterio estimar as

condiccedilotildees ou o niacutevel de serventia futuros dos pavimentos administrados em determinada rede

rodoviaacuteria Esta estimativa soacute eacute possiacutevel se o planejador ou o engenheiro de pavimentaccedilatildeo

tiver agrave disposiccedilatildeo modelos de previsatildeo de desempenho realistas Estes modelos satildeo

instrumentos tecnoloacutegicos essenciais para a anaacutelise de estrateacutegias alternativas de projetos de

pavimentos (QUEIROZ 1984)

Algumas pesquisas que satildeo realizadas em grande escala para a obtenccedilatildeo de modelos

de previsatildeo de desempenho utilizam simuladores de traacutefego No Brasil existem alguns

simuladores de traacutefego que podem ser utilizados em pistas experimentais em verdadeira

grandeza que aceleram os processos de degradaccedilatildeo do pavimento reduzindo assim o tempo

necessaacuterio para obtenccedilatildeo dos resultados Como destaque temos a pista experimental do

IPRDNER o simulador de traacutefego da UFRGSDAER e o simulador de traacutefego moacutevel ndash HVS

- Simular

Nuntildeez (1997) ressalta que a pista do IPR foi construiacuteda nos anos de 197475 em

forma circular jaacute o simulador de traacutefego de UFRGS eacute do tipo linear como pode ser visto na

Figura 24 Victorino (2008) explica que o simulador da UFRGS desloca-se a uma velocidade

39

de ateacute 20kmh e realiza cerca de 2500 aplicaccedilotildees de carga por dia podendo obter os danos

corridos em uma rodovia com traacutefego meacutedio durante sua vida uacutetil ou periacuteodo de projeto em

ateacute dois meses

Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER

Fonte Azambuja (2004)

O simulador utilizado por Fritzen (2005) em sua pesquisa foi o simulador de traacutefego

moacutevel ndash HVS (Heacutercules Veiacuteculo Simulador) com caracteriacutesticas semelhantes ao simulador da

UFRGSDAER como pode ser visto na Figura 25 uma vez que foi construiacutedo e

desenvolvido pela empresa Cifali com a colaboraccedilatildeo da Universidade Federal do Rio Grande

do Sul O equipamento tem comprimento total de 207 metros poreacutem pode realizar um

comprimento maacuteximo de simulaccedilatildeo de 11 metros tendo um comprimento de simulaccedilatildeo uacutetil de

5 metros Fritzen (2005) comenta ainda que o simulador pode realizar 350 cicloshora sentido

uacutenico e 700 cicloshora em sentidos opostos

Quando a simulaccedilatildeo ocorre em sentido uacutenico o semi-eixo desloca-se no sentido

longitudinal do equipamento havendo contato do pneu com o pavimento somente em um

uacutenico sentido o retorno se daacute com o rodado suspenso Quando a simulaccedilatildeo eacute feita em sentidos

opostos o contato pneu pavimento se daacute tanto na ida quanto na volta Eacute atraveacutes de uma

unidade hidraacuteulica que ocorre a aplicaccedilatildeo de carga que varia de 15kN ateacute 90kN com uma

40

velocidade maacutexima de 9kmh no semi-eixo o que permite acelerar os esforccedilos associados ao

carregamento e simular efetivamente as sobrecargas (FRITZEN 2005)

Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS

Fonte Fritzen (2005)

Silva (2001) diz que o simulador do IPR eacute uma estrutura metaacutelica composta de trecircs

subestruturas treliccediladas com um conjunto de rodas duplas na ponta de cada uma dessas

subestruturas A autora comenta ainda que o simulador pode chegar a uma velocidade de ateacute

80kmh com velocidade meacutedia de operaccedilatildeo de 40kmh Assim eacute possiacutevel ter 1500 aplicaccedilotildees

de carga por hora podendo obter modelos de desempenho em um curto periacuteodo de tempo A

Figura 26 apresenta o simulador de traacutefego circular do IPRDNER

Os melhores modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo aqueles

desenvolvidos diretamente a partir de dados de campo sistematicamente coletados e

analisados sendo que estes dados de observaccedilatildeo de pavimentos restringem o uso do modelo

ao ambiente de avaliaccedilatildeo (PATERSON 1987 apud ALBUQUERQUE 2007)

Estes modelos aleacutem de prever a condiccedilatildeo dos pavimentos conservados com

determinada atividade de manutenccedilatildeo tambeacutem podem ser uacuteteis para comparar

economicamente vaacuterias alternativas de manutenccedilatildeo ajudando no prognoacutestico do desempenho

do pavimento tratado com accedilotildees de manutenccedilatildeo e restauraccedilatildeo que satisfaccedilam restriccedilotildees de

orccedilamento e desempenho (BASIacuteLIO 2002)

41

Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER

Fonte Silva (2001 apud VICTORINO 2008)

Um dos maiores experimentos em todo o mundo e que deu origem a alguns modelos

de previsatildeo de desempenho foram as pistas da AASHO Road Test desenvolvidas na deacutecada

de 1950 Segundo Senccedilo (1997) eram compostas por 6 circuitos apresentando cada uma duas

retas paralelas ligadas por segmentos circulares como pode ser visto na Figura 27 Cada

circuito tinha duas faixas de rolamento solicitadas pelo mesmo carregamento desde o eixo

simples de 9 kN ateacute o eixo tandem de 220 kN

Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test

Fonte Weingroff ndash FHWA

42

Este experimento realizado nas proximidades de Ottawa Illinois teve como objetivo

principal determinar o desempenho das estruturas estudadas sob a accedilatildeo de um traacutefego

especiacutefico Para alcanccedilar este objetivo a equipe da AASHO utilizou diversas teacutecnicas para a

determinaccedilatildeo do iacutendice de desempenho a partir de dados histoacutericos de serventia ao longo do

tempo (VALE 2008)

Vale (2008) menciona tambeacutem que uma das principais contribuiccedilotildees desta pesquisa

estaacute o meacutetodo de dimensionamento de pavimentos baseado no CBR com sua utilizaccedilatildeo em

aeroportos e a introduccedilatildeo do conceito de repeticcedilatildeo de cargas no dimensionamento Outra

contribuiccedilatildeo dada pelo estudo foram os conceitos para o meacutetodo de dosagem Marshall de

misturas asfaacutelticas apoacutes cinco anos de estudos realizados nas pistas

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo de

deterioraccedilatildeo em termos de irregularidade trincas e afundamento de trilhas de rodas para

pavimentos asfaacutelticos em funccedilatildeo da estrutura do pavimento subleito e traacutefego Esta pesquisa

foi realizada utilizando dados coletados de rodovias dos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo

Paulo e Distrito Federal Estes modelos podem ser utilizados em outros locais poreacutem eacute

necessaacuterio fazer uma calibraccedilatildeo dos mesmos para as caracteriacutesticas de onde ele seraacute utilizado

e uma verificaccedilatildeo dos resultados obtidos atraveacutes da coleta contiacutenua de dados

Um tipo mais geral de sistema de trabalho que inclua outros itens de custo (como

drenagem e terraplenagem) eacute melhor representado pelo ―Highway Design and Maintenance

Standards Model (HDM) Este modelo foi desenvolvido com base em uma extensa pesquisa

realizada no Brasil Quecircnia Iacutendia e Ilhas Caribenhas (BASIacuteLIO 2002)

Hudson et al (1979) concluiacuteram que ―a condiccedilatildeo atual de um pavimento eacute dependente

da sua histoacuteria em termos de estrutura carga suportada e fatores ambientais Toda a accedilatildeo

tomada no presente proporcionaraacute efeitos no futuro do pavimento enfatizando assim a

importacircncia de prever o comportamento futuro dos pavimentos para auxiliar a tomada de

decisatildeo do gestor e para tanto faz-se necessaacuterio o uso de modelos de desempenho que

reflitam as condiccedilotildees reais da rede Tais modelos seratildeo mais realistas quando existir uma

contiacutenua retroalimentaccedilatildeo do banco de dados do sistema

Basiacutelio (2002) destaca que os modelos de previsatildeo de desempenho apresentam

normalmente erros nas estimativas de tempo para execuccedilatildeo de serviccedilos de manutenccedilatildeo ou

reabilitaccedilatildeo dos pavimentos Estes erros costumam ser menores quando o pavimento se

aproxima da vida final e maiores quando estatildeo no iniacutecio da vida uacutetil Desta forma os modelos

devem ser periodicamente atualizados e as previsotildees devem restringir-se a periacuteodos em que

se tenha um razoaacutevel grau de confiabilidade (Haas et al 1994) A impossibilidade de incluir

43

todas as variaacuteveis significativas como drenagem qualidade de construccedilatildeo e condiccedilotildees

climaacuteticas colabora tambeacutem para a ocorrecircncia de erros e incertezas nos modelos

(Watanatada et al 1987 Bolivar e Achuacutetegui 1998)

Alguns modelos de previsatildeo de desempenho merecem ser destacados Aleacutem dos

trabalhos jaacute citados desenvolvidos por Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) e

Paterson (1987 apud ALBUQUERQUE 2007) de repercussatildeo internacional que foram com

algumas adaptaccedilotildees incorporados ao sistema HDM outros trabalhos de grande relevacircncia

foram realizados por Marcon (1996) Basiacutelio (2002) e Yshiba (2003) para respectivamente

os Estados de Santa Catarina Paranaacute e Goiaacutes

Benevides (2006) e Albuquerque (2007) mais recentemente tambeacutem realizaram

estudos para a elaboraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho para os Estados do Cearaacute e

Paraiacuteba no Nordeste do Brasil Nakahara (2005) por sua vez elaborou modelos de previsatildeo

para rodovias urbanas de intenso traacutefego pesado na cidade de Satildeo Paulo e Lerch (2003)

desenvolveu modelos avaliando a reduccedilatildeo da irregularidade em pavimentos do Estado do Rio

Grande do Sul Em seguida seratildeo apresentados mais detalhadamente alguns desses modelos

de previsatildeo de desempenho desenvolvidos baseando-se na literatura nacional e internacional

2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos empiacutericos e

mecaniacutestico-empiacutericos a partir de dados de irregularidade entre outros paracircmetros obtidos

nos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo Paulo e Distrito Federal Alguns destes modelos

foram depois atualizados para o procedimento de projeto de reforccedilo DNER-PRO 1591985

(DNER 1985)

O autor desenvolveu 5 modelos de previsatildeo de desempenho para a irregularidade O

primeiro modelo apresentado correlaciona a irregularidade com o nuacutemero estrutural (Equaccedilatildeo

22) Os dois modelos seguintes por sua vez correlacionam a irregularidade com as deflexotildees

dos pavimentos obtidas com a Viga Benkelman (Equaccedilatildeo 23) e com o Dynaflect (equaccedilatildeo

24) E as duas uacuteltimas correlacionam com o nuacutemero estrutural e a deflexatildeo em conjunto

(Equaccedilatildeo 25 para deflexatildeo com a Viga Benkelman e Equaccedilatildeo 26 para deflexatildeo com o

Dynaflect)

44

2

log02240000795013804781log

SNC

NAERQI acum

(Equaccedilatildeo 22)

Rsup2 = 026 e Erro Padratildeo = 013

acumVB NDATRERQI log102275150165527821 5 (Equaccedilatildeo 23)

Rsup2 = 048 e Erro Padratildeo = 1058

acumD NDAPERQI log0248000751004140131503911log

(Equaccedilatildeo 24)

Rsup2 = 032 e Erro Padratildeo = 013

2

5 log10177

log66839303131656312

acumVB

acum

ND

SNC

NATRERQI

(Equaccedilatildeo 25)

Rsup2 = 052 e Erro Padratildeo = 1022

acumDacum ND

SNC

N

APERQI

log0230log

08560

0623004150107202991log

(Equaccedilatildeo 26)

Rsup2 = 036 e Erro Padratildeo = 013

Onde QI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (contagem km)

ER = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (ER = 0 original

ER= 1 restaurado)

A = idade do pavimento desde a construccedilatildeo ou reabilitaccedilatildeo (anos)

Nacum = nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelos fatores de equivalecircncia da AASHTO

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

TR = variaacutevel indicadora do tipo de revestimento (TR = 0 mistura asfaacuteltica TR =

1 tratamento superficial)

45

DVB = deflexatildeo com Viga Benkelman (102mm)

P = porcentagem do pavimento que recebeu reparos de remendos profundos e

DD = deflexatildeo com Dynaflect (0001 polegadas = 00254mm)

Albuquerque (2007) destaca que o fato de o modelo da equaccedilatildeo 22 correlacionando a

irregularidade com o nuacutemero estrutural ter apresentado desempenho insatisfatoacuterio com baixo

coeficiente de determinaccedilatildeo pode ser devido ao meacutetodo de caacutelculo do SNC utilizado Nas

regiotildees monitoradas para o desenvolvimento do modelo o subleito eacute constituiacutedo de solo

lateriacutetico e a utilizaccedilatildeo de valores medidos de ISC que para solos lateriacuteticos satildeo

particularmente baixos acabaram subestimando a capacidade estrutural dos pavimentos

considerada nos modelos e diminuindo sua correlaccedilatildeo com o QI

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson

Fazendo uso de meacutetodos estatiacutesticos de regressatildeo Paterson (1987 apud

ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo dos principais defeitos dos

pavimentos tais como trincamento irregularidade e afundamento de trilha de roda

Para a irregularidade longitudinal dos pavimentos Paterson desenvolveu o modelo

apresentado na Equaccedilatildeo 27

AGEeNESNCIRIIRI 01530

4

994

0 )1(725 (Equaccedilatildeo 27)

Rsup2 = 075

Onde IRI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (m km)

IRI0 = irregularidade longitudinal inicial (m km)

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

NE4 = representa o nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

de 82 tf calculado com fator de carga da AASHTO (milhotildees por faixa)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

46

Para o afundamento de trilha de roda por sua vez Paterson desenvolveu o modelo

apresentado nas Equaccedilotildees 28 e 29

ERMNECOMPSNCAGERDM 4

3025020166001 (Equaccedilatildeo 28)

Rsup2 = 042

Com

CRXMMPRHDEFERM 00158000900384009020

(Equaccedilatildeo 29)

Onde RDM = profundidade meacutedia das trilhas de roda (mm)

COMP = iacutendice de compactaccedilatildeo relativa meacutedia ponderada pela espessura da

camada sendo obtido em Paterson (1987)

DEF = deflexatildeo maacutexima meacutedia medida com viga Benkelman (102mm)

RH = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (RH=0 original

RH=1 restaurado)

MMP = precipitaccedilatildeo meacutedia mensal (m mecircs) e

CRX = aacuterea de trincamento indexado sendo obtido em Paterson (1987)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

2323 Modelos desenvolvidos por Marcon

Reunindo dados de levantamentos de 2500km da malha rodoviaacuteria do Estado de Santa

Catarina Marcon (1996) desenvolveu linhas de tendecircncia de pavimento para paracircmetros

como irregularidade longitudinal deflexotildees maacuteximas meacutedias iacutendice de gravidade global e

afundamento de trilha de roda Os modelos relacionaram o paracircmetro de desempenho do

pavimento com a idade do revestimento ou com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo

padratildeo Os modelos foram desenvolvidos para trecircs diferentes regiotildees geoloacutegicas do estado de

Santa Catarina A regiatildeo denominada por Marcon (1996) como sendo Regiatildeo 2 eacute a que mais

se aproxima das caracteriacutesticas do presente estudo por se tratar de uma regiatildeo cujos solos satildeo

formados pela decomposiccedilatildeo de rochas sedimentares como argilitos siltitos e arenitos

47

Com relaccedilatildeo agraves caracteriacutesticas gerais da composiccedilatildeo de cada pavimento 838 dos

trechos estudados pelo autor apresentam revestimento de CBUQ e 863 do total de trechos

era formada por brita graduada na camada de base Outra caracteriacutestica dos materiais e

camadas que compotildeem os trechos estudados por Marcon (1996) eacute que 452 da extensatildeo

estudada era composta por macadame seco na sub-base semelhante aos estudos desta

pesquisa onde dois dos trecircs trechos tem sub-base de macadame

Para deflexotildees Marcon (1996) desenvolveu para a Regiatildeo 2 os modelos apresentados

na equaccedilatildeo 210 relacionando a defeito ou a deflexatildeo com a idade dos pavimentos e na

Equaccedilatildeo 211 relacionando com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEDEFM 5458328824 (Equaccedilatildeo 210)

Rsup2 = 037

NADEFM 5100192844 (Equaccedilatildeo 211)

Rsup2 = 050

Os dados de irregularidade longitudinal para a Regiatildeo 2 foram ajustados nos modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 212 relacionado com a idade e na Equaccedilatildeo 213 relacionado com

o nuacutemero estrutural

IDADEQI 1635134818 (Equaccedilatildeo 212)

Rsup2 = 029

2146 1005100478325 NANAQI (Equaccedilatildeo 213)

Rsup2 = 032

Para o afundamento de trilha de roda para a Regiatildeo 2 foram desenvolvidos os

modelos das Equaccedilotildees 214 e 215 respectivamente relacionando o afundamento em trilha de

roda com a idade e o nuacutemero estrutural dos pavimentos

48

IDADETRI 2325082281 (Equaccedilatildeo 214)

Rsup2 = 028

NATRI 7100530513 (Equaccedilatildeo 215)

Rsup2 = 026

Para o iacutendice de gravidade global (IGG) para a Regiatildeo 2 foram elaborados os

modelos apresentados na Equaccedilatildeo 216 que relaciona o IGG com a idade e na Equaccedilatildeo 217

com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEIGG 0159120 (Equaccedilatildeo 216)

Rsup2 = 052

2125 1001100276478 NANAIGG (Equaccedilatildeo 217)

Rsup2 = 061

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

TRI = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

IDADE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo

(anos) e

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

Destaca-se nos modelos desenvolvidos por Marcon a praticidade das equaccedilotildees

estando os paracircmetros relacionados somente agrave idade ou ao nuacutemero equivalente mas esta

condiccedilatildeo soacute eacute vaacutelida para gerecircncia em niacutevel de rede e porque a maioria dos pavimentos tinha

estrutura parecida

49

2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio

Basiacutelio (2002) desenvolveu linhas de tendecircncia de desempenho para rodovias do

Estado de Goiaacutes As linhas de tendecircncia foram propostas para dois tipos de revestimento

Tratamento superficial duplo (TSD) e concreto asfaacuteltico (CBUQ) Esta revisatildeo focaraacute apenas

nos resultados obtidos por Basiacutelio (2002) para pavimentos revestidos com CBUQ ou CA jaacute

que no presente trabalho os estudos foram desenvolvidos em trechos com este tipo de

revestimento

Segundo Basiacutelio (2002) os dados obtidos no ano de 2000 pela Agecircncia Goiana de

Transportes e Obras Puacuteblicas (AGETOP 2000) mostram que apenas 114 da malha

rodoviaacuteria pavimentada no estado de Goiaacutes eram pavimentadas com CA Para as camadas de

base e de sub-base foram geralmente utilizados cascalho lateriacutetico pois se tratar de um

material amplamente distribuiacutedo pelo territoacuterio goiano e que apresenta boa capacidade de

suporte com valores de CBR variando mais frequentemente entre 40 e 70

Assim como nos trechos estudados nesta pesquisa Basiacutelio (2002) informou que a

grande maioria dos veiacuteculos que utilizam os trechos monitorados em seu trabalho eacute composta

por veiacuteculos de passeio aproximadamente 73 Os trechos estudados pelo autor

apresentaram espessuras caracteriacutesticas de camadas de solo bem semelhantes as encontradas

neste estudo sendo as camadas de base geralmente de 17cm e 18cm para camadas de sub-

base embora as camadas de revestimento tivessem espessuras de 25cm bem inferiores as

camada encontradas neste trabalho

Foram desenvolvidas por Basiacutelio (2002) linhas de tendecircncia para deflexatildeo (Equaccedilatildeo

218) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 219) afundamento de trilha de roda (Equaccedilatildeo

220) e trincamento (Equaccedilatildeo 221) para os trechos monitorados que apresentaram camadas

de revestimentos compostas por CBUQ

60257109107 7213 NANADEFM (Equaccedilatildeo 218)

Rsup2 = 061

74137102103 6213 NANAQI (Equaccedilatildeo 219)

Rsup2 = 061

50

98141106 7 NAATR (Equaccedilatildeo 220)

Rsup2 = 066

69820101 5 NATRI (Equaccedilatildeo 221)

Rsup2 = 081

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

ATR = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

TRI = porcentagem da aacuterea trincada

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba

Com dados obtidos da malha rodoviaacuteria do Estado do Paranaacute Yshiba (2003) elaborou

modelos estatiacutesticos de deflexatildeo e irregularidade longitudinal para pavimentos originais e

restaurados Tal trabalho teve como base dados histoacutericos da avaliaccedilatildeo funcional e estrutural

das condiccedilotildees da malha rodoviaacuteria neste estado entre os anos de 1995 e 1998

Os pavimentos estudados na pesquisa de Yshiba (2003) eram constituidos de

revestimento em concreto asfaacuteltico com espessuras entre 3 e 10cm base em brita graduada

com espessuras entre 10 e 20cm e sub-base granular com espessuras entre 10 e 30cm sendo

que a regiatildeo do estudo apresenta formaccedilatildeo geoloacutegica de derrame basaacuteltico correspondendo a

42 da aacuterea total do Estado do Paranaacute Para pavimentos com revestimento original foram

obtidos os modelos apresentados na Equaccedilatildeo 222 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 223 para

irregularidade longitudinal

)()(811)(754)(254)(78056 SPIPSPNPIPDEF (Equaccedilatildeo 222)

Rsup2 = 062

51

)()(080)()(090

)(160)(310)(38082

SPIPNPIP

SPNPIPIRI

(Equaccedilatildeo 223)

Rsup2 = 075

Onde DEF = deflexatildeo determinada com a Viga Benkelman (102mm)

IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (m km)

8

13)(

IIP sendo I a idade em anos do revestimento

5

4

10

105)(

NNP

sendo N o nuacutemero de solicitaccedilotildees de traacutefego e

2

55)(

SSP

sendo S o nuacutemero estrutural corrigido

Para pavimentos restaurados por sua vez foram desenvolvidos os modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 224 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 225 para irregularidade

longitudinal

)()(441)(72)(813)(22247 SPNPPSNPIPDEF (Equaccedilatildeo 224)

Rsup2 = 083

)(140)(220)(120372 SPNPIPIRI (Equaccedilatildeo 225)

Rsup2 = 081

Onde as siglas tecircm os mesmos significados anteriores

2326 Modelos desenvolvidos por Benevides

Benevides (2006) elaborou modelos de irregularidade longitudinal com dados de

perfilocircmetro a laser de 72 trechos da malha rodoviaacuteria da regiatildeo Metropolitana de Fortaleza

no Estado do Cearaacute

52

Os 72 trechos escolhidos por Benevides (2006) para realizaccedilatildeo de seu estudo

perfizeram um total de 493946 km de rodovias sendo 42 trechos com revestimento em

Concreto Betuminoso Usinado a Quente - CBUQ perfazendo uma extensatildeo de 235466km

81240 km em Areia Asfalto Usinado a Quente - AAUQ sendo dividida em 10 trechos

monitorados e outros 20 trechos em Tratamento Superficial Duplo ndash TSD com um total de

177240 km O autor mostra ainda em seu trabalho que o volume diaacuterio meacutedio de veiacuteculos nos

trechos em TSD variou entre 4686 e 645 veiacuteculos por dia entre 6430 e 251 veiacuteculos por dia

nos trechos com AAUQ e entre 50062 e 2254 veiacuteculos por dia nos trechos com CBUQ

O autor correlacionou os dados de IRI com o Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento

deflexatildeo nuacutemero estrutural e porcentagem de trincamento As equaccedilotildees que representam tais

modelos satildeo as Equaccedilotildees 226 e 227

63615006410021101410 TFDEFPCIIRI (Equaccedilatildeo 226)

Rsup2 = 086

8441010050081203038 TFNECPCIIRI (Equaccedilatildeo 227)

Rsup2 = 093

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

PCI = Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento ()

DEF = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

NEC = nuacutemero estrutural corrigido obtido por correlaccedilatildeo com a deflexatildeo

determinada com FWD e

TF = porcentagem padratildeo do defeito Trinca por Fadiga ()

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque

Com o objetivo de propor a estruturaccedilatildeo necessaacuteria de um SGP apropriado aos

Estados do Nordeste brasileiro Albuquerque (2007) realizou um denso estudo em sua tese de

doutorado no qual desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho a partir de levantamentos

ocorridos nos Estados da Paraiacuteba e Cearaacute Albuquerque (2007) fez uso de ferramentas

53

estatiacutesticas na elaboraccedilatildeo dos modelos de desempenho Foram desenvolvidos modelos para

revestimentos em mistura asfaacuteltica e tratamento superficial Nesta revisatildeo satildeo apresentados os

elaborados para misturas asfaacutelticas

Para o Estado da Paraiacuteba Albuquerque (2007) teve como objetivo o estudo da malha

rodoviaacuteria estadual sendo que 4318 desta malha eram pavimentadas com pista simples

Albuquerque (2007) obteve no Sistema de Informaccedilotildees Geograacuteficas Aplicado ao

Planejamento Rodoviaacuterio (SIGA do DER-PB) os seguintes dados de 2006 para realizaccedilatildeo do

estudo de sua tese

Contagem classificatoacuteria de traacutefego entre os anos de 1981 e 2002

Ano da ultima intervenccedilatildeo

Tipos e espessuras de camadas de pavimentos

ISC de camadas granulares e subleito

Levantamentos deflectomeacutetricos

IGG

Raio de curvatura entre os anos de 1990 e 1994

Com estes dados o autor citado desenvolveu modelos de previsatildeo de deflexatildeo

(Equaccedilatildeo 228) e de iacutendice de gravidade global (Equaccedilatildeo 229)

)2990095009207473e NSC(

VBD (Equaccedilatildeo 228)

Rsup2 = 091

)460551530313e747 NSC(IGG (Equaccedilatildeo 229)

Rsup2 = 088

Onde DVB = deflexatildeo determinada com Viga Benkelman (102mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

O objetivo de Albuquerque (2007) no estudo realizado no Estado do Cearaacute tambeacutem

foi verificar apenas as rodovias estaduais sendo que este estado apresentava 1085320km de

54

rodovias estaduais e deste total 3897 eram rodovias pavimentadas A Figura 28 apresenta

toda a malha rodoviaacuteria do Cearaacute no ano de 2006

Atraveacutes do Sistema Integrado de Gestatildeo e Manutenccedilatildeo (SIGMA) disponibilizados

pelos DERT-CE Albuquerque (2007) conseguiu a contagem classificatoacuteria dos veiacuteculos nos

anos de 1994 1997 2000 2004 Cadastro com datas de intervenccedilatildeo espessura e tipo de

materiais utilizados Levantamentos deflectomeacutetricos com FWD nos anos de 1998 2002 e

2005 Levantamentos de Irregularidade do pavimento com integrador tipo resposta (IPRUSP)

em 2001 e 2005 e levantamento visual

Com a obtenccedilatildeo destes dados o autor desenvolveu modelos de previsatildeo de

desempenho para deflexatildeo (Equaccedilatildeo 230) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 231) e

iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento (Equaccedilatildeo 232)

)08880326500601067833e NSC(

FWDD (Equaccedilatildeo 230)

Rsup2 = 084

)0046000230001101775e35173 NSC(IRI (Equaccedilatildeo 231)

Rsup2 = 079

NSCPCR 6145314371 (Equaccedilatildeo 232)

Rsup2 = 089

Onde DFWD = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

PCR = iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

A descriccedilatildeo dos paracircmetros representativos das condiccedilotildees climaacuteticas (C) do nuacutemero

estrutural (S) e do nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees (N) eacute encontrada no trabalho de

Albuquerque (2007)

55

2328 Modelo desenvolvido por Lerch

Lerch (2003) desenvolveu modelo de avaliaccedilatildeo da reduccedilatildeo da irregularidade

longitudinal apoacutes aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo em nove trechos de rodovias do Estado do

Rio Grande do Sul Foram monitorados aproximadamente 265km com registros de

irregularidade antes e apoacutes o recapeamento das rodovias Os valores obtidos foram

comparados com valores previstos pelos modelos lineares e bilineares propostos pelo

programa HDM-4 do Banco Mundial

Os dados utilizados por Lerch (2003) foram coletados pela Coordenadoria de

Programas Especiais (CPROESP) e pela Unidade de Normas e Pesquisas (UNP) sendo

cedidos estes dados pelo Departamento Autocircnomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do

Sul (DAER-RS) No CPROESP foi coletado dados histoacutericos dos pavimentos condiccedilotildees

estruturais e funcionais de rodovias localizadas na metade norte do RS bem como as

condiccedilotildees superficiais e da classificaccedilatildeo tanto qualitativa como quantitativa do traacutefego

Jaacute na UNP foram coletados dados das condiccedilotildees superficiais dos pavimentos

principalmente quanto agrave irregularidade longitudinal apoacutes a execuccedilatildeo das obras de manutenccedilatildeo

dos trechos A Tabela 23 apresenta algumas caracteriacutesticas dos trechos estudados pelo autor

citado

Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Continua

56

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Fonte Lerch (2003)

Pelo fato de Lerch (2003) ter utilizado o programa HDM-4 foi necessaacuterio dividir os

trechos em segmentos Foram estabelecidas 14 redes de segmentos homogecircneos contendo

todas as seccedilotildees de mesmas caracteriacutesticas iniciais (antes da manutenccedilatildeo) e finais (mesma

espessura de recapeamento) como pode ser observado na Tabela 24

Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003)

REDE TIPO DE BASEMATERIAL DO

REVESTIMENTO ANTERIORRESTAURACcedilAtildeO EMPREGADA

1 Recape de 30cm de CBUQ

2 Recape de 40cm de CBUQ

3 Recape de 50cm de CBUQ

4 Recape de 60cm de CBUQ

5 Recape de 80cm de CBUQ

6Reperfilagem de 20cm + Recape

de 40cm de CBUQ

7 Recape de 30cm de CBUQ

8 Recape de 40cm de CBUQ

9 Recape de 60cm de CBUQ

10 Recape de 40cm de CBUQ

11 Recape de 60cm de CBUQ

12Reperfilagem de 20cm + Recape

de 50cm de CBUQ

13Reperfilagem de 20cm + Recape

de 60cm de CBUQ

14 Estabilizada Tratamento Superficial Duplo Recape de 40cm de CBUQ

Granular

Tratamento Superficial Duplo

Concreto Betuminoso Usinado a

Quente (CBUQ)

Preacute Misturado a Frio (PMF)

Fonte Lerch (2003)

57

Das 14 redes estudadas por Lerch (2003) apenas 5 natildeo necessitaram de ajustes nos

paracircmetros das equaccedilotildees de previsatildeo de desempenho do programa HDM-4 Isso ocorreu

devido o fato de que o modelo linear ou o bilinear previam valores proacuteximos aos medidos as

demais redes sofreram algum tipo de ajuste nos paracircmetros das suas equaccedilotildees Com o auxilio

do software ESTATISTICA o autor obteve o modelo de regressatildeo linear muacuteltipla que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 233

173870310 antesIRIESPIRI (Equaccedilatildeo 233)

Rsup2 = 097

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal com a

aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo (mkm)

ESP = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes do reforccedilo (mkm)

2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara

Nakahara (2005) realizou um estudo experimental sobre o desempenho de reforccedilos de

pavimentos asfaacutelticos executados na Avenida Bandeirantes via urbana com elevado volume

de traacutefego comercial pesado localizada no municiacutepio de Satildeo Paulo Nos dados histoacutericos da

construccedilatildeo da Avenida Bandeirantes o autor verificou que o iniacutecio das obras nesta avenida foi

em dezembro de 1969 com a realizaccedilatildeo de 33 furos de sondagem e foi observado que a

maioria destes furos mostrou a presenccedila de argila orgacircnica na regiatildeo da avenida

Nos furos onde os solos apresentaram capacidade de suporte acima de CBR=10 o

sub leito destes locais foi aproveitado como camada de sub-base apoacutes a escarificaccedilatildeo e a

compactaccedilatildeo na espessura de 20cm Nos trechos onde houve necessidade de substituiccedilatildeo do

solo o material importado foi retirado de uma jazida e teve sua classificaccedilatildeo como uma argila

arenosa do Tipo A-6 com Limites de Liquidez de 312 Iacutendice de Plasticidade de 11 e ISC

de 11 Posteriormente foi dimensionado o pavimento da Avenida Bandeirante sendo que as

espessuras meacutedias obtidas para cada camada estatildeo apresentadas na Figura 28

58

Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004

Fonte Nakahara (2005)

Segundo Nakahara (2005) em 1978 a Prefeitura Municipal de Satildeo Paulo realizou obras

de recapeamento asfaacuteltico em toda a extensatildeo da avenida poreacutem natildeo foi mencionado no

trabalho as espessuras colocadas no trecho Em 1991 e 1992 a Avenida Bandeirantes passou

por uma nova intervenccedilatildeo onde foi realizada a fresagem e a construccedilatildeo de camadas de

reforccedilo e a reconstruccedilatildeo da camada de base de alguns trechos Jaacute no ano de 1995 a avenida

passou por um processo de manutenccedilatildeo corretiva com a execuccedilatildeo de remendos superficiais

em defeitos isolados (tapa buracos)

Nos anos de 2002 e 2003 a Avenida Bandeirantes passou novamente por um processo

de restauraccedilatildeo uma vez que esta estava bastante deteriorada e contava com um volume diaacuterio

meacutedio de caminhotildees de 10810 no sentido Rodovia dos Imigrantes e 8338 no sentido

Marginal Pinheiros Para a realizaccedilatildeo das intervenccedilotildees a avenida foi dividida em 2 trechos

sendo que no Trecho 1 foram realizadas apenas correccedilotildees superficiais e construccedilatildeo de

camadas de reforccedilo no Trecho 2 aleacutem das medidas corretivas foram realizadas reconstruccedilatildeo

da camada de base ou do pavimento em alguns trechos na faixa da direita na pista em sentido

Marginal Pinheiro (NAKAHARA 2005)

O autor comenta ainda que antes da restauraccedilatildeo os pavimentos dos trechos foram

fresados ateacute profundidades iguais agraves espessuras de reforccedilo que no sentido Rodovia dos

Imigrantes variaram de 5 a 20 cm no Trecho 1 e variaram de 5 a 22 cm no Trecho 2 Jaacute no

sentido Marginal Pinheiro as espessuras de reforccedilo foram de 5 cm no Trecho 1 e variaram de

5 a 15 cm no trecho 2

59

Para o desenvolvimento da pesquisa foram monitorados os pavimentos durante quatro

anos desde a mais recente restauraccedilatildeo executada na eacutepoca Para a irregularidade obteve-se

modelo para a variaccedilatildeo da irregularidade apoacutes a restauraccedilatildeo (Equaccedilatildeo 234) e para a evoluccedilatildeo

da irregularidade (Equaccedilotildees 235 236 e 237)

antesref IRIhIRI 862010203832 (Equaccedilatildeo 234)

Rsup2 = 090

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

com a aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo

href = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes da aplicaccedilatildeo do reforccedilo

(mkm)

NDREFIRI

910800708604970

1

(Equaccedilatildeo 235)

idadeREFIRI

e10290903104860

13

(Equaccedilatildeo 236)

AA NNDREFIRI

ln012010570107606750

18

(Equaccedilatildeo 237)

Onde IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

REF = variaacutevel indicadora da espessura de reforccedilo (-1 se href lt10cm ou 0 se href

ge10cm)

D = deflexatildeo medida com o FWD (mm)

N = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

do DNER em eixos-padratildeodia

idade = idade do pavimento desde a restauraccedilatildeo (anos)

NA = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

da AASHTO em eixos-padratildeodia

60

Tambeacutem foram desenvolvidos por Nakahara (2005) modelos de previsatildeo de

desempenho para o iniacutecio e evoluccedilatildeo do trincamento

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello

Vitorello (2008) baseado em um estudo experimental na BR-290RS para segmentos

construiacutedos entre os anos 2000 e 2007 (a estrutura contempla 8cm de revestimento asfaacuteltico

15cm de base 30cm de sub-base e 60cm de camada de reforccedilo) desenvolveu tendecircncias de

comportamento do pavimento (Equaccedilotildees 238 a 240) as mesmas foram comparadas aos

modelos de previsatildeo de desempenho desenvolvidos em outras pesquisas Para a irregularidade

e o afundamento de trilha de roda as tendecircncias apresentadas neste estudo comportaram-se

significativamente semelhantes as de outros modelos Por outro lado para a tendecircncia

referente agraves deflexotildees nenhum dos modelos desenvolvidos em estudos anteriores apresentou

comportamento similar ao encontrado na pesquisa evidenciando a importacircncia do

desenvolvimento de modelos particulares para cada rodovia e estrutura

acumNDEF 6518747 (Equaccedilatildeo 238)

Rsup2 = 046

iNQI acum 8158203519 (Equaccedilatildeo 239)

Rsup2 = 051

acumNATR 560362 (Equaccedilatildeo 240)

Rsup2 = 050

Onde DEF = deflexatildeo maacutexima (102mm)

Nacum= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da AASHTO

QI = Coeficiente de irregularidade longitudinal do pavimento (contagemkm)

ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

i = 0 segmento sem intervenccedilatildeo e i = 1 segmento com intervenccedilatildeo

61

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves

Gonccedilalves (2002) desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho para afundamento

em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada Sua pesquisa foi desenvolvida atraveacutes da

construccedilatildeo de duas pistas experimentais que foram submetidas a ensaios acelerados com o

simulador linear de traacutefego da UFRGS tendo espessuras de 50 cm de reforccedilo do subleito em

argila 15 cm de base em Brita Graduada Simples e 4 cm de revestimento sendo uma com

ligante modificado com poliacutemero e outra com CAP-20

Os modelos encontrados para a estrutura que continha revestimento asfaacuteltico com

ligante modificado com poliacutemero estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 241 e 242 para

afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada respectivamente

(Equaccedilatildeo 241)

Rsup2 = 098

(Equaccedilatildeo 242)

Rsup2 = 096

Jaacute para o trecho com revestimento realizado com ligante convencional CAP-20

Gonccedilalves (2002) encontrou os modelos mostrados nas Equaccedilotildees 443 e 444 respectivamente

para afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada

(Equaccedilatildeo 243)

Rsup2 = 097

(Equaccedilatildeo 244)

Rsup2 = 099

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

TRI = Porcentagem de Aacuterea Trincada

Nacum= nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

496300177048870 NATRSBS

1926151011 NTRI SBS

974704

20 10321

NTRI CAP

37110

20 117010310

NxATRCAP

62

23212 Modelos desenvolvidos por Franco

Franco (2007) em sua tese de doutorado compilou o banco de dados existente na

UFRJ de ensaios de carga repetida agrave tensatildeo controlada realizados no laboratoacuterio de

pavimentaccedilatildeo da COPPE e de outros publicados em diversos trabalhos teacutecnicos e cientiacuteficos

para obter os modelos de previsatildeo de fadiga das misturas asfaacutelticas Foram analisados pelo

autor os resultados de 536 ensaios em misturas asfaacutelticas com ligantes tradicionais 51 ensaios

em misturas com ligantes modificados por poliacutemero do tipo SBS ou EVA e 88 ensaios de

misturas com asfalto borracha

Os dados consultados por Franco (2007) foram as dimensotildees do corpo de prova o

percentual de niacutevel de tensatildeo aplicada a carga aplicada (kgf) a pressatildeo aplicada (kgfcmsup2) a

deformaccedilatildeo especiacutefica resiliente a diferenccedila de tensotildees (MPa) o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga o moacutedulo de resiliecircncia meacutedio (MPa) e a Tensatildeo de traccedilatildeo estaacutetica maacutexima (MPa)

Com estes dados foram apresentados dois modelos relacionando a tensatildeo de traccedilatildeo na

camada asfaacuteltica e o desempenho agrave fadiga A Equaccedilatildeo 245 eacute aplicaacutevel a misturas

convencionais a Equaccedilatildeo 246 a ligantes modificados com SBS ou EVA e a Equaccedilatildeo 247

para ligantes asfalto borracha

(Equaccedilatildeo 245)

Rsup2 = 0805

(Equaccedilatildeo 246)

Rsup2 = 0813

(Equaccedilatildeo 247)

Rsup2 = 0676

Onde N= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da USACE

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (MPa)

7408212

6 11109041

MrfclN

t

49317983

7 11104554

MrfclN

t

91811033

3 1110267

MrfclN

t

63

fcl = fator campo laboratoacuterio para aplicaccedilatildeo praacutetica Franco (2007) recomenda o

valor de 10000 advindo das pesquisas de Pinto (1991)

23213 Modelos da Shell Oil

O modelo de fadiga que atualmente eacute conhecido como modelo da Shell foi

desenvolvido por Shook et al (1982 apud HUANG 1993) Os dados utilizados pelo autor

para o desenvolvimento do modelo foram obtidos de ensaios de flexatildeo repetida de vigotas a

deformaccedilatildeo controlada Como o modelo eacute parte de um meacutetodo de dimensionamento acredita-

se que esteja calibrado para as condiccedilotildees especiacuteficas do meacutetodo da Shell (FRANCO 2004)

Do modelo originalmente desenvolvido em 1978 os autores substituiacuteram o moacutedulo de

rigidez pelo moacutedulo dinacircmico e eliminaram o paracircmetro teor de asfalto como variaacutevel de

entrada generalizando ainda mais a forma do modelo As alteraccedilotildees resultaram na Equaccedilatildeo

248

(Equaccedilatildeo 248)

Onde N = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

E = Moacutedulo dinacircmico (psi)

Para o caso da deformaccedilatildeo permanente no subleito a Shell Oil apresenta dois modelos

com confiabilidade de 85 e 95 conforme Equaccedilotildees 249 e 250 respectivamente

(Equaccedilatildeo 249)

(Equaccedilatildeo 250)

Onde v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

3632671506850

EN t

2502 )(1012 fv N

2102 )(1091 fv N

64

Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

23214 Modelo desenvolvido por Pinto

Pinto (1991) sugeriu um modelo baseado em 82 ensaios de fadiga agrave tensatildeo controlada

de seis misturas asfaacutelticas O meacutetodo de ensaio utilizado foi o de compressatildeo diametral com

aplicaccedilatildeo de 60 pulsos de carga por minuto e 014 segundos de duraccedilatildeo da aplicaccedilatildeo da carga

repetida

O modelo desenvolvido por Pinto (1991) que fornece o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga necessaacuterio para a ruptura do corpo-de-prova estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 251

(Equaccedilatildeo 251)

Rsup2 = 0676

Onde Nacum= vida de fadiga em laboratoacuterio

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (kgfcm2)

Pinto (1991) realizou a calibraccedilatildeo do seu modelo com base em observaccedilotildees e anaacutelises

do comportamento no campo de trechos da rodovia BR-101 definindo curvas para estimar os

valores miacutenimos e maacuteximos do fator campo - laboratoacuterio para o seu modelo associados agrave

deformaccedilatildeo especiacutefica inicial e agraves diferenccedilas de tensotildees no revestimento dos trechos da

rodovia analisados Atualmente diversos oacutergatildeos e institutos de pesquisa vecircm utilizando o

coeficiente fcl igual a 10000 como fator campolaboratoacuterio para esse modelo que

corresponde a cerca de 20 da aacuterea trincada do pavimento a uma temperatura de 54ordmC

23215 Modelos do Asphalt Institute

0330652

9 1110079

MrN

t

65

O modelo apresentado na Equaccedilatildeo 252 faz parte do manual de dimensionamento de

pavimentos de rodovias e ruas do Instituto do Asfalto dos Estados Unidos ndash MS-1 de 1969 e

reeditado pela nona vez em 1991

854029133 ||)(103254418 ECN tf (Equaccedilatildeo 252)

Onde C= 10M

Onde asfV = o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV = o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

= o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E = moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica (psi)

Este modelo de fadiga foi desenvolvido a partir de um conjunto de dados obtidos de

ensaios de laboratoacuterio realizados agrave tensatildeo controlada em flexatildeo repetida e calibrada com

dados de seccedilotildees selecionadas da AASHTO Road Test O fator 184 na equaccedilatildeo pode ser

entendido como fator de calibraccedilatildeo campo-laboratoacuterio que permite estimar o nuacutemero miacutenimo

de repeticcedilotildees de carga de eixo simples equivalente de 80kN para que o pavimento acumule

um dano equivalente a uma aacuterea trincada por fadiga de pelo menos 20 em relaccedilatildeo agrave aacuterea

total (Asphalt Institute 1994)

Ainda o Asphalt Institute apresenta um modelo para deformaccedilatildeo permanente do

subleito (Equaccedilatildeo 253)

(Equaccedilatildeo 253)

Onde Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

690844

asfar

asf

VV

VM

474

9 1103651

v

fN

66

23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG)

Um modelo baseado no modelo do Instituto do Asfalto eacute o utilizado no Guia de

Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) poreacutem este modelo eacute apresentado com uma nova

calibraccedilatildeo determinada por otimizaccedilatildeo numeacuterica e por outros modos de comparaccedilatildeo de dados

Tal modelo leva em consideraccedilatildeo a espessura da camada de revestimento o que natildeo eacute

observado nos demais modelos admitindo que a espessura influencia no mecanismo de

ruptura por fadiga do revestimento O modelo tem o formato apresentado nas Equaccedilotildees 254 e

255

2811

94923

1

11004320

ECkN

t

f

(Equaccedilatildeo 254)

Onde MC 10

690844

asfar

asf

VV

VM

(Equaccedilatildeo 255)

Onde asfV eacute o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV eacute o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

eacute o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t eacute a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E

eacute o moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica em psi

O paracircmetro

1k foi inserido no modelo para prever uma correccedilatildeo no dano de fadiga

devido ao efeito da espessura da camada asfaacuteltica O paracircmetro

1k pode ser obtido por meio

das Equaccedilotildees 256 e 257 dependendo se o tipo de fadiga ocorre da base da camada para o

topo ou do topo para a base (trincamento longitudinal) respectivamente

Para o trincamento da base para o topo

67

)4930211(

1

1

00360200003980

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 256)

Para o trincamento do topo para a base

)7357554430(

1

1

8442900010

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 257)

Onde hac = eacute a espessura total da camada asfaacuteltica

As duas previsotildees satildeo realizadas concomitantemente desde que ocorram tensotildees de

traccedilatildeo nos pontos criacuteticos no periacuteodo de anaacutelise para o carregamento selecionado

O Guia de Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) ainda desenvolveu modelos que

estimam a aacuterea trincada a partir do dano de fadiga calculado As funccedilotildees de transferecircncia

como os modelos foram chamados estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 258 e 259

Para o trincamento da base para o topo

60

1

1

6000)100(log 10

2

1 DCCbottom

eFC (Equaccedilatildeo 258)

Onde bottomFC = o trincamento da base para o topo

D = eacute o dano da fadiga da base para o topo

2

1 2 CC 8562

2 )1(408742 hacC

Para o trincamento do topo para a base

)5610(

1

1000)100(log4182 10

Dbottome

FC (Equaccedilatildeo 259)

Onde FCbottom = o trincamento do topo para a base ftmiles

D = eacute o dano da fadiga do topo para a base

68

A calibraccedilatildeo dos modelos de fadiga foi realizada com base em informaccedilotildees e dados de

observaccedilatildeo ao longo do tempo de 82 trechos experimentais localizados em 24 estados

americanos e canadenses A maioria dos trechos avaliados pertence ao programa LTPP (Long

Term Pavement Performance) de instrumentaccedilatildeo e acompanhamento de diversas seccedilotildees de

rodovias americanas que produz um banco de dados bastante amplo de informaccedilotildees sobre as

propriedades e desempenho dos pavimentos (FRANCO 2007)

23217 Modelo da FHWA

Ainda para a fadiga do revestimento pode-se utilizar o modelo do FHWA (2006)

desenvolvido a partir de dados obtidos nas pistas experimentais da AASHO Road Test O

modelo de previsatildeo estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 260

(Equaccedilatildeo 260)

Onde N= vida de fadiga em termos de NAASHTO

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs

Trichecircs (1993) em seu doutoramento estudou a influecircncia do consumo de cimento da

granulometria do tempo de cura e da energia de compactaccedilatildeo no desempenho de CCR

(Concreto Compactado com Rolo) O autor buscou contemplar a utilizaccedilatildeo do CCR em duas

estruturas baacutesicas Camadas de baserevestimento e camadas de base revestida com Concreto

Betuminoso Usinado a Quente

Durante a realizaccedilatildeo de seus ensaios Trichecircs (1993) verificou que a partir do inicio da

realizaccedilatildeo dos ensaios ateacute atingir 10 da vida de fadiga havia um acreacutescimo acelerado de

5123

6 1100921

t

N

69

deformaccedilotildees no corpo de prova que poderia ser devido agrave acomodaccedilatildeo do CP no dispositivo

de aplicaccedilatildeo de carga ou devido a energia consumida na reativaccedilatildeo de fissuras preacute-existente

A partir dos 10 e ateacute atingir de 50 a 70 da vida de fadiga a energia de cada ciclo se

mantinha quase constante com uma pequena taxa de crescimento nas deformaccedilotildees

O autor menciona ainda que acima de 50 a 70 da vida de fadiga jaacute consumida era

possiacutevel observar novamente uma aceleraccedilatildeo na taxa de crescimento das deformaccedilotildees no

corpo de prova Nos ensaios em que era realizado o acompanhamento do crescimento de

trincas era a partir deste momento que as trincas iniciavam sua propagaccedilatildeo Este

comportamento indica que o dano unitaacuterio por fadiga natildeo eacute linear

A partir destes dados o autor desenvolveu modelos de fadiga para CCR com

consumos de cimento de 120kgm3 e 200kgm

3 apresentados nas Equaccedilotildees 261 e 262

respectivamente

(Equaccedilatildeo 261)

(Equaccedilatildeo 262)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23219 Modelo desenvolvido por Balbo

Balbo (1993) desenvolveu com materiais do estado de Satildeo Paulo uma pesquisa

laboratorial que definiu os paracircmetros elaacutesticos e resistentes de uma mistura de Brita

Graduada Tratada com Comento (BGTC) A mistura realizada pelo autor foi feita com uma

curva granulomeacutetrica na faixa B da especificaccedilatildeo de materiais para BGTC projetada pela

ABNT (1990) e com teor de cimento de 4 em relaccedilatildeo ao peso total de agregados mantido

constante para todos os corpos de prova

O autor obteve o teor de umidade das misturas atraveacutes da preparaccedilatildeo de algumas

misturas variando a quantidade de aacutegua com isso verificou a umidade oacutetima por meio de

compactaccedilatildeo na energia intermediaacuteria Para a fabricaccedilatildeo dos corpos de prova foi realizado

RTN 0741591114log10

RTN 5181331014log10

70

compactaccedilatildeo na energia modificada que segundo o autor era indicado como padratildeo para o

material

Apoacutes as moldagens os corpos de prova eram mantidos nos moldes ciliacutendricos

tampados por sete dias para cura da BGTC posteriormente eram desmoldados e mantidos em

compartimento fechado no laboratoacuterio com umidade relativa do ar e temperatura controlada

de 60 e 21ordmC respectivamente Posteriormente realizou ensaios de moacutedulo de elasticidade

resistecircncia agrave compressatildeo resistecircncia agrave traccedilatildeo e fadiga por solicitaccedilotildees agrave traccedilatildeo Para BGTC o

modelo de fadiga encontrado por Balbo (1993) esta apresentado na Equaccedilatildeo 263

(Equaccedilatildeo 263)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23220 Modelo desenvolvido por Rossato

Rossato (2015) utilizou materiais da Avenida Heacutelvio Basso que fez parte deste estudo

como um dos trechos monitorados para desenvolver um modelo de previsatildeo de vida de fadiga

em laboratoacuterio O autor coletou agregado e ligante asfaacuteltico utilizado na mistura asfaacuteltica

colocada na pista e avaliou o fenocircmeno de fadiga e das propriedades elaacutesticas da mistura em

diferentes temperaturas Aleacutem disso o autor utilizou ligante asfaacuteltico modificado com

poliacutemero do tipo SBS com propriedades superiores ao utilizado na pista para realizar um

comparativo da melhoria que ocorre na mistura quando utilizado outro ligante com

propriedades melhores

Durante seu estudo Rossato (2015) avaliou o desempenho da mistura asfaacuteltica nas

temperaturas de 10ordmC 25ordmC e 35ordmC com misturas moldadas em laboratoacuterio seguindo as

caracteriacutesticas de campo com uma pequena alteraccedilatildeo no teor de ligante da mistura descrita no

projeto devido a dosagem realizada no laboratoacuterio que encontrou um teor ideal de 69 de

ligante na mistura Este teor foi o mesmo utilizado para realizaccedilatildeo de alguns ensaios

necessaacuterios para caracterizaccedilatildeo da mistura no presente trabalho

RTN 6081613717log10

71

Ao realizar o ensaio para encontrar a vida de fadiga da mistura em laboratoacuterio que foi

moldada com um ligante 5070 convencional o autor encontrou o modelo apresentado na

Equaccedilatildeo 264

0752514110 103192 MRxN tf

(Equaccedilatildeo 264)

Rsup2 = 071

Onde Nf = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

MR = Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa)

Contudo os modelos apresentados na revisatildeo bibliograacutefica expressatildeo de forma

adequada as caracteriacutesticas e expectativas esperadas no desempenho dos pavimentos

estudados por cada autor Os modelos apresentados pela literatura estudada obtidos a partir

de dados de trechos monitorados mostrou que com um banco de dados amplo eacute possiacutevel o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho que mostram de forma adequada o

que poderaacute acontecer com os pavimentos a medida que os mesmos satildeo solicitados desde que

obedeccedilam as caracteriacutesticas de materiais clima e tipo de construccedilatildeo de cada pavimento

Jaacute para os modelos estudados em laboratoacuterio verifica-se que os mesmos representam

adequadamente o que se espera de cada material empregado em campo da mesma forma que

os modelos encontrados em trechos monitorados Poreacutem os modelos obtidos em laboratoacuterio

necessitam de um fator campolaboratoacuterio que relacione os valores obtidos no laboratoacuterio

com os valores obtidos em campo conseguindo assim mostrar a expectativa de durabilidade

de um material quando empregado em campo

3 METODOLOGIA

Neste capitulo seraacute mostrado todo o processo de metodologia empregado no

desenvolvimento do trabalho desde a localizaccedilatildeo dos trecircs trechos monitorados a parte de

coleta de materiais empregados em cada uma das camadas caracterizaccedilatildeo destes materiais

acompanhamento na construccedilatildeo das camadas e monitoramento dos trechos atraveacutes de ensaios

perioacutedicos

Foram realizadas contagem quantitativa e classificatoacuteria do traacutefego que solicitou cada

um dos trechos monitorados avaliaccedilotildees funcionais com ensaios de Macrotextura

Microtextura International Friction Index (IFI) e International Roughness Index (IRI) Aleacutem

disso foram realizadas as avaliaccedilotildees estruturais com ensaios de Afundamento em Trilha de

Roda (ATR) levantamento visual de defeitos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman e

Falling Weight Deflectometer (FWD) Para cada um destes paracircmetros encontrou-se modelos

de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do numero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

31 PLANEJAMENTO

Esta pesquisa consiste na implantaccedilatildeo e monitoramento de trechos experimentais

dentro do qual a UFSM eacute parceira da REDE TEMAacuteTICA DO ASFALTO da PETROBRAS

para determinaccedilatildeo e calibraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho que daratildeo margem a

elaboraccedilatildeo de um meacutetodo de dimensionamento de pavimentos asfaacutelticos adaptado agraves

diferentes condiccedilotildees climaacuteticas geoloacutegicas e de traacutefego do Brasil

Para tanto acompanhou-se a efetiva implantaccedilatildeo de trecircs trechos experimentais com

seu subsequente monitoramento A avaliaccedilatildeo nas diferentes etapas preacute-execuccedilatildeo execuccedilatildeo e

poacutes-execuccedilatildeo (apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego) foram sendo realizadas conforme indicaccedilotildees da

Rede Temaacutetica de Asfalto (2012) no Manual de Execuccedilatildeo de Trechos Monitorados

Buscou-se estudar algumas variaacuteveis relevantes na pesquisa como tipos de estruturas

diferentes materiais empregados nos trechos de locais diferentes bem como o tipo de

intervenccedilatildeo realizada em cada trecho (um trecho de restauraccedilatildeo e dois trechos de implantaccedilatildeo

de uma estrutura nova) Na Figura 31 eacute apresentado o fluxograma da metodologia da

pesquisa

74

Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa

32 TRECHOS MONITORADOS

Os trecircs trechos monitorados encontram-se na regiatildeo central do estado do Rio Grande

do Sul no municiacutepio de Santa Maria como pode ser visto nas Figuras 32 e 33 O municiacutepio

localiza-se a uma altitude meacutedia de 113 metros acima do niacutevel do mar e segundo Boeira

(2014) esta regiatildeo possui uma formaccedilatildeo geoloacutegica com um tipo de Rocha Vulcacircnica Aacutecida

(Riodacito) sendo este tipo de rocha que se utilizou na formaccedilatildeo das camadas dos trechos

Figura 32 Rio Grande do Sul Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

4 Fonte Google Earth Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

Escolha dos trechos a serem monitorados

Acompanhamento da construccedilatildeo

e coleta de materiais

Caracterizaccedilatildeo dos materiais Monitoramento

Macrotextura Microtextura IRI ATR Levantamento de defeitos Deflexatildeo

IFI Perfilocircmetro

Laser Treliccedila Viga

Benkelman FWD

Modelos de previsatildeo de desempenho

75

O primeiro trecho monitorado (Trecho 1) eacute conhecido como Avenida Roraima um

segmento de restauraccedilatildeo o segundo trecho eacute a Avenida Heacutelvio Basso (Trecho 2) uma pista

nova que foi implantada para a duplicaccedilatildeo de uma via existente e o terceiro trecho localizado

na BR-158 iniciando no km 330 conhecido como Trevo dos Quarteacuteis (Trecho 3) que tambeacutem

eacute uma duplicaccedilatildeo da rodovia existente Todos os trechos podem ser considerados como

trechos de confluecircncia urbana localizados no periacutemetro urbano de Santa Maria onde estaacute

localizada a UFSM Suas localizaccedilotildees podem ser melhor visualizadas na Figura 34

Trevo dos Quarteacuteis Av Heacutelvio Basso Av Roraima UFSM

Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados

Fonte Google Earth

Para todos os trechos foi realizada a caracterizaccedilatildeo de cada uma das camadas

constituintes do pavimento desde as mais inferiores de solo do subleito ateacute o revestimento

bem como levantamentos de traacutefego e ensaios de desempenho do pavimento em serviccedilo

Para maior conhecimento da regiatildeo onde se encontram os trechos monitorados

buscaram-se dados de temperatura e pluviometria no Instituto Nacional de Meteorologia

(INMET) que indica que entre os anos de 2000 a 2014 a cidade de Santa Maria recebeu

precipitaccedilatildeo anual meacutedia em torno de 1700 mm e temperaturas maacuteximas meacutedias de 256ordmC e

temperaturas miacutenimas meacutedias de 148ordmC A Figura 35 apresenta os valores meacutedios das

temperaturas maacuteximas e miacutenimas bem como os valores de precipitaccedilotildees anuais entre os anos

de 2000 a 2014

76

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0

5

10

15

20

25

30

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Pre

cip

itaccedil

atildeo A

nu

al (

mm

)

Tem

per

atu

ra ordm

C

Ano

Maacutexima

Meacutedia

Miacutenima

Meacutedia

Precipitaccedilatildeo

Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014

321 Avenida Roraima

O trecho estaacute localizado na cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul

sendo que sua posiccedilatildeo fica na saiacuteda da Universidade Federal de Santa Maria com o trecho

iniciando na latitude 29ordm42rsquo1935rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5732 Sul e terminando na

latitude 29ordm42rsquo109rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5594rsquorsquo Sul como pode ser visto na Figura 36

Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

Fonte Google Earth

77

Este trecho constituiacutedo de uma via de pista dupla preexistente com extensatildeo de 240m

e apresentava inuacutemeros defeitos como por exemplo panelas trincas interligadas exsudaccedilatildeo

ondulaccedilotildees entre outros sendo que o valor do IGG (Iacutendice de Gravidade Global) era de 240

o que qualificou o pavimento como sendo peacutessimo havendo a necessidade de ser restaurado

O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo argiloso juntamente com uma

base granular de BGS (brita graduada simples) de aproximadamente 17 cm Sobre a BGS

havia um revestimento de concreto asfaacuteltico (CA) com uma espessura meacutedia de 5 cm no qual

foi assente sobre ela uma nova camada de revestimento asfaacuteltico de 5cm Foram realizadas

apenas tapas buracos nos locais onde haviam panelas sem ser realizado qualquer tipo de

remoccedilatildeo do revestimento antigo antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico

A pista de rolamento possui uma largura de 750 metros dividida em duas faixas de

rolamento no mesmo sentido A estrutura do pavimento estaacute apresentada na Figura 37 Este

trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do traacutefego apoacutes sua restauraccedilatildeo na data de 03 de

dezembro de 2012

SUBLEITO

55

17

BGS

REVESTIMENTO VELHO

REVESTIMENTO NOVO

REVESTIMENTO ANTIGO

Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima

3211 Contagem de Traacutefego

A contagem de traacutefego foi realizada conforme o Manual de Estudo de Traacutefego do

DNIT (2006) Esta contagem teve caraacuteter quantitativo e classificatoacuterio dos veiacuteculos que

utilizaram a via diariamente durante o periacuteodo estudado sendo realizada a contagem

REVESTIMENTO NOVO - CA

REVESTIMENTO ANTIGO - CA

BASE - BGS

SUBLEITO ndash ARGILA

78

observando o tipo de veiacuteculo que utilizava a via e em qual faixa de rolamento este veiacuteculo

passava

Com os dados obtidos nestes levantamentos foi possiacutevel estimar o nuacutemero de

solicitaccedilotildees de um eixo padratildeo (N) durante um determinado periacuteodo de tempo possibilitando

assim a obtenccedilatildeo dos modelos de desempenho dos trechos experimentais em funccedilatildeo do N

Para a realizaccedilatildeo do caacutelculo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) foi seguida as

orientaccedilotildees contidas na no Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para caacutelculo do FEC

sugeridos pela AASHTO bem como a premissa de que todos os veiacuteculos passavam na via

com a carga maacutexima legal do eixo jaacute que natildeo foi realizado a pesagem dos veiacuteculos em

nenhum momento

Na Avenida Roraima foi realizada a primeira contagem 6 meses apoacutes a restauraccedilatildeo do

pavimento sendo que esta contagem iniciou as 600 da manha e foi concluiacuteda as 2200 horas

do mesmo dia Obteve-se o valor de Volume Diaacuterio Meacutedio (VDM) que mostra a quantidade

total de veiacuteculos de todas as categorias que passam em um dia na via igual a 5742 veiacuteculos

com fator de frota de 600 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais que solicitaram a

via fator de distribuiccedilatildeo de 8941 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais passando na

faixa mais carregada (faixa externa) e fator de veiacuteculo de 293 que eacute nuacutemero que converte

todas as classes de veiacuteculos em eixos padrotildees

A partir do segundo semestre de 2013 em todos os trechos foi realizada a contagem

durante 3 dias consecutivos das 600 da manha as 2200 horas sendo que no segundo dia a

contagem foi durante 24 horas A segunda contagem na Avenida Roraima foi

aproximadamente 11 meses apoacutes a restauraccedilatildeo obtendo-se nesta o valor de VDM igual 6349

veiacuteculos com o mesmo fator de veiacuteculo da contagem anterior fator de frota de 700 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8857 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada

Como a contagem de 24 horas era realizada apenas um dia da semana em todos os

casos foi realizado um caacutelculo de proporcionalidade no valor dos veiacuteculos que teoricamente

passariam na via no periacuteodo das 2200 agraves 600 Este caacutelculo de proporcionalidade foi realizado

individualmente referente a cada classe de veiacuteculo que passava na via

Para a Avenida Roraima realizou-se um levantamento de dados do nuacutemero de ocircnibus

que passou no trecho monitorado durante o periacuteodo de feacuterias da UFSM tendo em vista que

neste trecho aproximadamente 70 dos veiacuteculos comerciais que passaram era desta classe e

que neste periacuteodo passaram apenas 56 de ocircnibus em relaccedilatildeo ao periacuteodo letivo da UFSM

Para os demais veiacuteculos seguiu-se o mesmo criteacuterio de proporcionalidade utilizado para o

caacutelculo das 24 horas

79

A meacutedia das contagens de 2013 proporcional a cada contagem de traacutefego foi obtida

atraveacutes da proporcionalidade dos periacuteodos de contagem sendo considerado um periacuteodo de

dois meses de feacuterias (janeiro e fevereiro) quatro meses de periacuteodo letivo da UFSM referente

a contagem do primeiro semestre (marccedilo a junho) e seis meses referente a contagem do

segundo semestre (julho a dezembro) com isso obteve-se a Tabela 31 Foi a partir da Tabela

31 que se calcularam os valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo atraveacutes da metodologia de

caacutelculo do FEC apresentada pela AASHTO (NAASHTO) e pela USACE (NUSACE) contidas no

Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para cada mecircs referente ao ano de 2013 utilizando os

dados de fator de veiacuteculo de 293 fator de frota de 641 e fator de distribuiccedilatildeo de 8864

Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

25 19 13 14 17 34 51 171 167 202 244 380 377 361 262 293 355 481 321 249 183 124 78 35 4456

6 0 2 4 7 14 10 22 25 33 39 54 42 33 40 47 47 47 35 25 13 13 5 2 565

2C 1 1 1 0 2 4 7 28 24 16 11 13 17 21 16 15 15 18 17 15 8 6 2 2 259

3C 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 5

2C 0 0 0 0 0 0 1 4 8 9 7 8 5 5 11 7 7 6 2 1 1 0 0 0 81

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 0 0 0 0 0 25

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 4 1 2 3 6 6 20 13 19 25 39 36 31 29 36 37 54 31 25 22 17 23 8 489

5887VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Jaacute no ano de 2014 realizou-se a contagem correspondente a aproximadamente 15

meses apoacutes a restauraccedilatildeo do pavimento Nesta contagem o fator de veiacuteculo reduziu para

295 o fator de frota foi de 719 e o fator de distribuiccedilatildeo de 7929 de veiacuteculos comercias

passando na faixa mais carregada com um VDM igual a 6181 veiacuteculos deslocando-se pelo

trecho monitorado O levantamento de 23 meses foi realizado no mecircs de novembro de 2014 e

80

neste levantamento o VDM foi de 6256 veiacuteculos o fator de distribuiccedilatildeo de 8879 663 de

fator de frota e o fator de veiacuteculo foi 294

Para obtenccedilatildeo da meacutedia das contagens para o ano de 2014 foram considerados dois

meses de periacuteodo de feacuterias (Janeiro e Fevereiro) quatro meses referente ao primeiro semestre

do ano (Marccedilo a Junho) e seis meses referente ao segundo semestre (Julho a Dezembro)

agrupado na Tabela 32 Obteve-se fator de frota de 656 fator de veiacuteculo de 293 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8590 A partir da Tabela 32 e dos dados mencionados realizou-se

caacutelculo do N para os meses de monitoramentos realizados no ano de 2014 Aleacutem disso

encontrou-se ainda uma taxa de crescimento anual do numero N do ano de 2013 para o ano

de 2014 de 115

Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

26 20 13 14 18 35 52 170 177 205 239 371 361 343 262 295 382 494 327 285 194 142 79 35 4539

6 0 2 4 7 14 10 21 32 44 44 53 37 42 33 40 43 34 34 21 18 14 5 2 558

2C 1 1 1 0 2 4 7 27 25 19 13 17 18 21 17 15 17 20 17 13 8 8 3 2 276

3C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3

2C 0 0 0 0 0 0 2 4 7 10 8 8 2 6 8 8 8 5 3 1 1 1 0 0 82

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 3 3 3 1 2 2 2 2 1 1 0 0 0 0 0 24

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 5 2 2 3 6 6 20 14 17 19 33 31 42 31 34 41 50 36 31 24 24 24 8 503

5993VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para realizar uma anaacutelise da importacircncia da realizaccedilatildeo das contagens durante o final de

semana noturnas e de sazonalidades confeccionou-se a Tabela 33 que faz o comparativo

entre a realizaccedilatildeo ou natildeo destas contagens

Para esta anaacutelise foram considerados 6 cenaacuterios de comparaccedilatildeo o primeiro tendo

como referecircncia a contagem realizada como padratildeo da UFSM levando em consideraccedilatildeo as

81

contagens de 3 dias na semana contagem noturna final de semana e periacuteodo de feacuterias da

UFSM O segundo terceiro e quarto desconsiderando alguns dos padrotildees utilizados seja

feacuterias contagem noturna ou de final de semana o quinto cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo

apenas a contagem de 3 dias e o ultimo cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo a realizaccedilatildeo apenas de

uma contagem por ano no padratildeo da UFSM Estes cenaacuterios estatildeo expostos na Tabela 33

Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego

Consideraccedilotildees nas contagens Variaccedilatildeo Variaccedilatildeo Meacutedia

Padratildeo UFSM 357E+05 361E+05

Sem Contagem nas Feacuterias 375E+05 493 387E+05 701 597

Sem Contagem Noturna 343E+05 398 347E+05 404 401

Sem Contagem de Final de

Semana396E+05 1088 406E+05 1226 1157

Contagem Apenas 3 dias das

600 agraves 2200448E+05 2536 461E+05 2768 2652

Padratildeo UFSM com 1

contagem no ano388E+05 852 366E+05 132 492

2013

Avenida Roraima Periodo de Projeto de 1 ano

2014

Padratildeo = Contagem 3 dias consecutivos sendo um durante 24 horas os outros dois das 600

agraves 2200 horas contagem de final de semana e contagem de Feacuterias

Observando a Tabela 33 verifica-se principalmente a importacircncia da realizaccedilatildeo de

contagens na forma considerada como padratildeo para UFSM uma vez que haacute variaccedilatildeo

relativamente alta quando natildeo considerado uma das contagens Quando eacute desconsiderado

apenas o periacuteodo de feacuterias o valor do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

resulta aproximadamente 597 maior isso ocorreu por natildeo ter sido considerado a reduccedilatildeo

do nuacutemero de veiacuteculos que solicita a via neste periacuteodo Quando natildeo eacute realizada a contagem

noturna o Valor de N cai em torno de 401 devido agrave desconsideraccedilatildeo dos veiacuteculos que

solicitam a via neste periacuteodo

Jaacute quando natildeo eacute realizada contagem no final de semana eacute considerado que o mesmo

nuacutemero de veiacuteculos que solicitou o pavimento durante a semana tambeacutem solicitou o

pavimento durante o final de semana e assim o valor de N mostrou-se 1157 maior Quando

eacute considerada apenas a contagem de 3 dias sem a contagem noturna o valor de N apresenta-se

2652 maior devido as outras contagem terem uma reduccedilatildeo do nuacutemero de veiacuteculos que

passam na via principalmente veiacuteculos comerciais o que natildeo eacute considerado neste cenaacuterio

82

No cenaacuterio em que se analisa apenas uma contagem por ano o aumento no valor meacutedio

do N foi de 492 essa diferenccedila ocorreu devido a consideraccedilatildeo dos doze meses do ano com

o mesmo nuacutemero de solicitaccedilotildees o que natildeo ocorre no periacuteodo de feacuterias fazendo com que seja

considerado erroneamente uma solicitaccedilatildeo maior do pavimento

3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32121 Subleito

O solo existente no trecho monitorado foi caracterizado de duas formas A primeira

utilizando o Meacutetodo de Classificaccedilatildeo Unificada atraveacutes dos ensaios de granulometria de solos

por peneiramento seguindo a norma DNER ME 0801994 e posteriormente com o material

passante na peneira nordm 200 foi realizada a granulometria por sedimentaccedilatildeo seguindo a norma

DNER ME 0831998 A Figura 38 apresenta a curva granulomeacutetrica do solo existente no

trecho monitorado da Avenida Roraima

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Pass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100

95 125 19 25

Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima

83

Para a classificaccedilatildeo do solo realizaram-se os ensaios de limite de liquidez pela norma

DNER ME 1221994 e limite de plasticidade seguindo a norma DNER ME 0821994 Na

Avenida Roraima os valores para Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade foram 362 e

18 respectivamente Com esses dois dados foi possiacutevel classificar o solo em argiloso com

baixa compressibilidade (CL) Jaacute pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo Sistema

Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo a classificaccedilatildeo do solo em questatildeo foi de um solo do tipo A6

Tambeacutem foi realizado ensaio de compactaccedilatildeo que seguiu a norma DNER ME

1291994 e obteve o valor de 1724 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um

teor de umidade oacutetima de 19 Para o ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME

0491994 e obteve-se um valor de CBR de 6 e expansatildeo de 010 O ensaio de densidade

real para o solo teve como base a norma DNER ME 0931994 e o valor encontrado foi de

2508 gcmsup3

32122 Base

Para a base foi realizado o ensaio de granulometria segundo a norma ASTM C

1362006 obtendo a granulometria apresentada na Figura 39

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima

84

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles

seguindo a norma ASTM C 1312006 apresentando um valor de perda de 8 Realizou-se

tambeacutem o ensaio de compactaccedilatildeo (DNER ME 1291994) obtendo-se o valor de 2467 gcmsup3

para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 72 Para o

ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME 0491994 e obteve-se um valor de CBR de

117 e expansatildeo de 000

32123 Revestimento

Os revestimentos dos trecircs trechos experimentais foram constituiacutedos de Concreto

Asfaacuteltico (CA) estas misturas foram compostas por um arranjo granulomeacutetrico de agregados

minerais naturais de pedreiras da regiatildeo de Santa Maria e misturadas com um Cimento

Asfaacuteltico de Petroacuteleo (CAP) Tais materiais possuem caracteriacutesticas especiacuteficas para cada

local onde foi coletado e periacuteodo de utilizaccedilatildeo por isso eacute necessaacuteria a caracterizaccedilatildeo dos

mesmos sempre que for alterado o local e o periacuteodo onde foi realizada a mistura

321231 Agregados

Como particularidade nesta camada a Avenida Roraima foi o trecho que possuiacutea uma

camada de revestimento antigo de 5 centiacutemetros de espessura Para conhecer as caracteriacutesticas

do material que estava em uso na pista de rolamento da Avenida Roraima no momento em

que estava sendo realizada a recuperaccedilatildeo do trecho foi realizada a coleta de material para

realizaccedilatildeo do ensaio de extraccedilatildeo de betume com o rotarex seguindo a norma DNER ME

0531994 obtendo-se um teor de ligante da mistura de 63 A anaacutelise granulomeacutetrica dos

agregados utilizados em todos os revestimentos novos foi realizada conforme a norma ASTM

C 1362006

Para os materiais utilizados no revestimento novo da Avenida Roraima foi realizada a

coleta dos agregados e do cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de

asfalto bem como de amostras de massa asfaacuteltica na pista para posteriores ensaios

85

laboratoriais A Figura 310 apresenta as curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos

revestimentos asfaacutelticos antigo e novo da Avenida Roraima sendo que ambos enquadraram-

se na Faixa C do DNIT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

Revestimento

Antigo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e

novo da Avenida Roraima

Com os materiais do revestimento novo da Avenida Roraima realizou-se o ensaio de

determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles e o material apresentou um valor de perda de 1250

Realizou-se tambeacutem a determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos segundo a norma ASTM C 1272007 obtendo-se

respectivamente valores de 2657gcmsup3 de 2472gcmsup3 e de 2804 Para o agregado miuacutedo

o valor de massa especiacutefica foi de 2669gcmsup3 e o ensaio foi realizado segundo a norma

ASTM C 1282007

Foram realizados tambeacutem os ensaios de lamelaridade de agregado grauacutedo seguindo a

norma ASTM D 47912007 e obteve-se o valore de 144 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo

grauacuteda desta dosagem O ensaio de Equivalente de Areia em agregados miuacutedos teve como

base a norma AASHTO T 1762008 encontrando-se o valor de 79

Para o ensaio de massa unitaacuteria e volume de vazios utilizou-se como base a norma

NBR NM 452006 sendo que os dados estatildeo apresentados na Tabela 34

86

Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida

Roraima

Material Massa Unitaacuteria

(kgmsup3)

Volume de

Vazios ()

34 137374 4843

38 132445 5000

Poacute de Pedra 147435 4477

Realizou-se tambeacutem o ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material

finamente pulverizado (DNER-ME 0851994) obtendo-se o valor de 2770gcmsup3

O ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de

soacutedio que segue a norma ASTM C 882005 apresentou um valor de perda de material de

08

Foram realizados tambeacutem os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

forma dos agregados por imagem utilizando o AIMS (Aggregate Image Measurement

System) no Centro de Pesquisa da PETROBRAS (CENPES) A Tabela 35 apresenta os

valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros observados durante os ensaios Os

resultados obtidos para os agregados da Avenida Roraima estatildeo apresentados na Tabela 36

Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS

Iacutendice Aplicaccedilatildeo Faixa Significado dos valores

Miacutenimo Maacuteximo

Forma 2D Agregados

miuacutedos 0 ndash 20 Ciacuterculo perfeito

Totalmente

irregular

Angularidade Agregados

miuacutedos e grauacutedos 1 ndash 10000 Ciacuterculo perfeito Muito angular

Textura Agregados

grauacutedos 0 ndash 1000 Liso Rugoso

Esfericidade 3D Agregados

grauacutedos 0 ndash 1 Natildeo cuacutebico Cuacutebico

Partiacuteculas chatas

e alongadas

Agregados

grauacutedos - -

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

87

Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 940 238

118 946 225

060 864 224

030 847 230

015 788 268

0075 884 226

38 236 878 211

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

475 30343 6605

236 40424 8939

118 43650 9915

060 42337 10656

030 41852 12383

015 33789 13383

0075 22365 9687

38 475 27949 7149

236 36586 10324

34

127 26976 5668

95 27543 5440

475 27270 5193

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 2870 444

38 475 3506 419

34

127 4308 674

95 4428 582

475 3446 538

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 058 010

38 475 067 009

34

1270 073 007

950 069 009

475 067 009

Continua

88

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

Poacute-de-pedra 475 1000 935 674 478 304

38 475 1000 740 220 60 00

34

127 1000 458 63 00 00

95 1000 633 122 20 00

475 1000 660 180 20 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Observando os valores obtidos nos ensaios eacute possiacutevel dizer que o agregado da

Avenida Roraima apresenta em sua forma 2D partiacuteculas medianamente circulares tendo

angularidade de meacutedia a baixa textura meacutedia e esfericidade 3D medianamente cuacutebica Estes

fatores poderatildeo influenciar no desempenho da mistura asfaacuteltica aplicado no trecho

321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica do revestimento novo da Avenida Roraima

determinou-se o ponto de amolecimento pelo Meacutetodo do Anel e Bola seguindo a norma NBR

65602008 chegando-se agrave temperatura de 509ordmC Para o ensaio de penetraccedilatildeo seguiu-se a

norma NBR 65762007 encontrando-se o valor de 65x10-1

mm e obteve-se um valor de

318ordmC para ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland que

seguiu a norma NBR 113412008

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em temperatura elevada usando um

viscosiacutemetro rotacional seguiu a norma NBR 151842004 e na Tabela 37 pode-se encontrar

os valores de viscosidade para trecircs temperaturas diferentes

Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 153 4125 72 186

155 20 75 1875 327 186

177 20 29 875 13 186

89

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo teve-

se como base a norma NBR 62962004 e obteve-se o valor de 1008gcmsup3

Os ensaio de Determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) de ligantes asfaacutelticos

(AASHTO M 3202009) Envelhecimento acelerado de ligantes asfaacutelticos utilizando o vaso

pressurizado de envelhecimento ndash PAV (ASTM D 65212008) Determinaccedilatildeo da rigidez

flexural agrave fluecircncia de ligantes asfaacutelticos utilizando reocircmetro de Viga em flexatildeo ndash BBR

(ASTM D 66482008) Determinaccedilatildeo das caracteriacutesticas reoloacutegicas de ligantes asfaacutelticos

utilizando o reocircmetro de cisalhamento dinacircmico ndash DSR (ASTM D 71752008) e Fluecircncia e

Relaxaccedilatildeo sob Muacuteltipla Tensatildeo ndash MSCR (ASTM D 74052008) foram realizados na

COPPEUFRJ e estatildeo apresentados na Tabela 38 tal ensaio classificou o ligante como sendo

de PG 64-16

Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 288 kPa Atende

64 degC 125 kPa Atende

70 degC 057 kPa Natildeo Atende

58 degC 669 kPa Atende

64 degC 259 kPa Atende

70 degC 127 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Natildeo Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 698 Atende Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

38DSRMSCR 64

22 degC 848524 kPa Natildeo Atende

25 degC 548388 kPa Natildeo Atende

28 degC 372042 kPa Atende

-6 degC 781 MPa Atende

-12 degC 1570 MPa Atende

-18 degC 3360 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0392 - Atende

-12 degC 0345 - Atende

-18 degC 0280 - Natildeo Atende

64 -16 S

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

BBR mgt03

CAP 5070 RoraimaPerformance Grade Continua

90

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 217 065

Rdiff

Jnr(kPa-1) 350 380

Jnrdiff 829

64

MSCR

6977

321233 Misturas

Para realizaccedilatildeo dos ensaios da misturas asfaacuteltica foram coletadas amostras durante a

execuccedilatildeo do trecho monitorado o acompanhamento das execuccedilotildees e dos meacutetodos de

aplicaccedilatildeo e compactaccedilatildeo das misturas asfaacutelticas nas pistas foi tambeacutem realizado

A dosagem pelo Meacutetodo Marshall foi realizada pela empresa construtora do trecho

monitorado e adotou-se uma granulomeacutetrica enquadrada na faixa C do DNIT um teor de

betume de 615 e os valores de 43 para Volume de Vazios 175 para os Vazios de

Agregado Mineral (VAM) 75 para Relaccedilatildeo Betume Vazios e uma densidade aparente de

2156gcmsup3 A densidade maacutexima de misturas betuminosas natildeo compactadas realizada pelo

Meacutetodo RICE e seguindo a norma NBR156192012 foi de 2338gcmsup3 a relaccedilatildeo filler-

betume foi de 102

Na Figura 311 estatildeo fatores que ilustram o acompanhamento durante a execuccedilatildeo da

restauraccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

(a) Temperatura na Vibroacabadora (b) Temperatura na pista

Continua

91

(c) Aplicaccedilatildeo da pintura de ligaccedilatildeo (d) Aplicaccedilatildeo da massa na pista

(e) Acabamento manual (f) Compactaccedilatildeo com rolo de pneus

(g) compactaccedilatildeo com rolo de chapa (h) textura do pavimento

Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

Apoacutes 1 mecircs da execuccedilatildeo do trecho foi feita a primeira extraccedilatildeo de corpos de prova pra

realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia em laboratoacuterio pela norma DNIT ndash ME

1352010 e Resistecircncia a Traccedilatildeo pela norma DNIT ndash ME 1362010 bem como os valores de

grau de compactaccedilatildeo das misturas realizados pelas normas DNIT-ME 1171994 e NBR

155732012 Nesta avenida foi realizada uma segunda extraccedilatildeo de CPs aproximadamente 22

92

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem na primeira extraccedilatildeo o grau de compactaccedilatildeo foi

realizado apenas pela norma do DNIT pois nesta eacutepoca natildeo era utilizado tambeacutem a norma da

ABNT para obtenccedilatildeo deste dado Os valores encontrados para estes ensaios estatildeo

apresentados na Tabela 39

Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 5921

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 141

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9370

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6296

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 173

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9409

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9320

1 mecircs

22 meses

A Figura de 312 ilustra os procedimentos de extraccedilatildeo dos corpos de prova no trecho

da Avenida Roraima

(a) extraccedilatildeo de testemunho (b) testemunho extraiacutedo

(c) testemunho 1 extraiacutedo (d)testemunho 2 extraiacutedo

Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova

93

Na Figura 310 (itens c e d) verifica-se uma diferenccedila entre as espessuras do

revestimento asfaacuteltico esta diferenccedila ocorre devido a extraccedilatildeo da camada de revestimento

antigo que estaacute junto com a camada de revestimento novo no item c e natildeo estaacute junto com o

revestimento novo no item d A fim de melhor visualizaccedilatildeo geral das caracteriacutesticas dos

materiais utilizados nas camadas do trecho da Avenida Roraima confeccionou-se a Tabela

310 que resume os dados destes materiais

Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima

Valor

362

1800

1724

190

594

020

2508

780

2467

72

11652

000

1250

2657

2472

2804

2669

144

AASHTO T 1762008 7924

2770

0757

150

509

318

NBR 65762007 65

1008

PG 64-16

615

430

175

75

102

2156

2338

DAERRS-EL 21201

NBR156192012

Mistura

Revestimento

ABNT NBR 1289193

CAP

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Densidade Aparente (gcmsup3)

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

Relaccedilatildeo Filler Betume

Voume de Vazios ()

DNER-ME 0851994

ASTM C 882005

Grau de Performance

Teor de Betume ()

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

NBR 65602008

NBR 113412008

NBR 62962004

AASHTO M 3202009

Ponto de Amolecimento (ordmC)

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3)

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3)

Agregados

Sanidade ()

ASTM C 1312006

Absorsatildeo ()

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1282007Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3)

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3)

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3)

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0931994

DNER ME 0491994

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

ASTM C 1312006

Subleito

Base

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Densidade Real (gcmsup3)

Limite de Liquidez ()

Limite de Plasticidade ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

Norma

DNER ME 1221994

DNER ME 0821994

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

Ensaio

(

94

322 Avenida Heacutelvio Basso

A Avenida Heacutelvio Basso estaacute localizada na cidade de Santa Maria no estado do Rio

Grande do Sul sendo que o trecho monitorado tem inicio na latitude 29ordm42rsquo4671rsquorsquo Oeste e

longitude 53ordm48rsquo3963 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo3763rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm48rsquo4385rsquorsquo Sul como pode ser observado na Figura 313

Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso

Fonte Google Earth

Trata-se de um trecho com 300 metros de extensatildeo onde foi realizada uma

duplicaccedilatildeo O trecho monitorado se refere a parte duplicada com execuccedilatildeo de camadas novas

em toda a estrutura do pavimento O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo

argiloso uma camada de sub-base de 40cm de macadame seco sobre o macadame estaacute

assente 20cm de BGS (base) e uma camada de revestimento de 6cm de CBUQ A estrutura

do pavimento estaacute representada na Figura 314 Este trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do

traacutefego apoacutes sua implantaccedilatildeo na data de 18 de maio de 2013

95

640

SUBLEITO

20

REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso

3221 Contagem de Traacutefego

Todos os processos de obtenccedilatildeo de dados do traacutefego e caacutelculos para obtenccedilatildeo das

meacutedias referentes a este trecho monitorado seguiram os mesmos criteacuterios e premissas

utilizados no trecho da Avenida Roraima Todavia neste trecho natildeo se percebeu nenhuma

sazonalidade que pudesse ocasionar a variaccedilatildeo no volume do traacutefego de veiacuteculos em algum

periacuteodo do ano Assim levou-se em conta para o caacutelculo da meacutedia anual das contagens apenas

as duas contagens realizadas em cada ano

Como a liberaccedilatildeo de traacutefego neste trecho soacute ocorreu no fim do primeiro semestre de

2013 a primeira contagem foi realizada somente no segundo semestre aproximadamente 5

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego logo os valores da meacutedia de veiacuteculos que se deslocaram

nesta via durante este ano foi obtido apenas nessa contagem Para o ano de 2013 o VDM

encontrado foi de 10705 veiacuteculos com fator de frota de 634 fator de veiacuteculo de 293 e

fator de distribuiccedilatildeo de 7071 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada A

Tabela 311 apresenta os dados referentes agrave contagem realizado no ano de 2013 usados para o

caacutelculo do nuacutemero N para correlaccedilatildeo com os ensaios realizados no referido ano

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE - MACADAME

SUBLEITO - ARGILA

96

Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

42 24 17 8 7 13 126 521 455 392 393 407 422 572 461 417 438 572 581 434 308 214 173 72 7069

3 1 1 0 1 1 29 72 120 123 114 122 60 103 121 124 100 92 100 63 29 21 3 3 1405

2C 0 0 0 0 0 1 15 17 19 12 9 10 17 15 13 11 12 13 20 12 6 3 3 1 207

3C 0 0 0 0 0 0 1 2 2 0 0 1 1 3 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 16

2C 0 2 0 0 1 1 13 24 33 34 34 26 15 26 32 31 26 18 10 6 6 3 1 1 341

3C 0 1 0 0 0 1 4 6 7 6 9 6 1 4 7 7 8 4 4 1 1 1 0 0 76

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 1 0 2 1 0 1 0 0 1 0 0 0 13

2S3 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 3 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 2 0 14

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

4 4 3 3 4 4 34 136 118 80 80 91 86 136 105 94 91 113 128 91 58 42 35 14 1552

10705VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para a segunda contagem de traacutefego realizada na Avenida Heacutelvio Basso os valores

encontrados de VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo foram 11526

veiacuteculos 611 289 e 7885 respectivamente Esta contagem foi realizada

aproximadamente 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute para a contagem realizada no

segundo semestre de 2014 os valores encontrados foram 12617 veiacuteculos 570 290 e

7890 para VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo respectivamente

Com isso obteve-se para o caacutelculo do N referente agraves contagens de 2014 os valores de fator de

veiacuteculo de 290 fator de frota de 590 e fator de distribuiccedilatildeo de 7887 bem como a

meacutedia das contagens de traacutefego para o ano de 2014 que estaacute apresentado na Tabela 312 junto

com o VDM Encontrou-se tambeacutem com a meacutedia dos dados de 2013 e 2014 uma taxa de

crescimento anual para o nuacutemero N de 1368

97

Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

51 30 20 10 8 17 137 554 532 522 521 544 510 679 570 530 577 623 653 461 336 252 212 87 8438

4 1 1 0 1 1 21 92 102 104 112 114 68 110 125 127 100 111 91 67 42 33 4 3 1435

2C 0 0 0 0 0 1 13 19 17 14 10 12 19 16 12 11 9 13 20 13 7 4 4 1 213

3C 0 0 0 0 0 0 3 1 2 2 0 0 1 3 2 1 1 0 1 0 0 0 0 0 17

2C 0 2 0 0 1 1 8 26 34 36 39 30 16 27 35 34 28 19 12 7 3 3 2 1 363

3C 0 1 0 0 0 1 4 7 7 7 9 7 4 6 6 5 6 5 3 1 1 1 0 0 81

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 7

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 8

2S3 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 7

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 0 1 0 1 2 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 12

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 4 3 3 4 4 42 113 113 90 86 101 93 135 106 92 88 108 107 57 48 38 34 14 1486

12071VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32221 Subleito

Para este trecho o solo existente tambeacutem foi caracterizado de duas formas e utilizando

as mesmas normas citadas no trecho anterior A primeira classificaccedilatildeo utilizando o Sistema de

Classificaccedilatildeo Unificada obteve a curva granulomeacutetrica apresentada na Figura 315 e Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade do subleito de 367 e 18 respectivamente com estes

dados o solo constituinte do trecho monitorado foi classificado como areia argilosa (SC) Jaacute

pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo TBR Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o

solo em questatildeo foi enquadrado como A6

98

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1894 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 136 No ensaio de CBR os valores

encontrados foram de 7 para o CBR e expansatildeo de 017 Jaacute no ensaio de densidade real o

valor encontrado para o solo deste trecho foi de 2598 gcmsup3

32222 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento foi um poacute de pedra A Figura 316

ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de sub-base

99

Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco

32223 Base

Para a base o ensaio de granulometria apresentou uma curva granulomeacutetrica na faixa

A de acordo com o Manual de Pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) a Figura 317 apresenta a curva

granulomeacutetrica encontrada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso

100

No ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles o valor de perda de material

encontrado foi de 15 No ensaio de compactaccedilatildeo o valor para massa especiacutefica aparente

seca maacutexima foi de 2294 gcmsup3 com um teor de umidade oacutetima de 82 Para o ensaio de

CBR o valor encontrado de CBR foi de 108 e expansatildeo 000

A Figura 318 ilustra fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento da Avenida

Heacutelvio Basso

(a) Borda da camada de Base (b) BGS da Avenida Heacutelvio Basso

(c) Imprimaccedilatildeo da camada de Base (d) Imprimaccedilatildeo da BGS

Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base

32224 Revestimento

Para os materiais utilizados no revestimento foi realizada a coleta dos agregados e do

cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de asfalto Em laboratoacuterio

foram realizados os ensaios para a caracterizaccedilatildeo destes materiais

101

322241 Agregados

Nos agregados foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria do material que

se enquadrou na faixa C do DNIT Sua curva granulomeacutetrica estaacute apresentada na Figura 319

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso

Realizaram-se tambeacutem os ensaios de Abrasatildeo Los Angeles obtendo-se um valor de

perda de material de 11 determinaccedilatildeo da massa especiacutefica massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos onde se encontraram os resultados de 2664gcmsup3 2500gcmsup3

e 2458 respectivamente Para o agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de

2663gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 220 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 85 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 270gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio obteve-se um valor de perda de material de 08

Assim como no agregado da Avenida Roraima foram realizados tambeacutem nos

agregados da Avenida Heacutelvio Basso os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

102

forma por imagem utilizando o AIMS no CENPES Os resultados obtidos estatildeo apresentados

na Tabela 313 e tambeacutem seguem os valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros

observados durante os ensaios apresentados na Tabela 36

Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 820 171

118 851 177

06 773 164

03 817 188

015 837 276

0075 892 239

38 236 863 199

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 38260 9659

118 40060 9032

06 37167 9047

03 40631 10740

015 37262 17569

0075 27743 14345

38 475 28786 4774

236 36060 7886

34

127 28092 6263

95 28840 6144

475 29388 5194

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 3567 500

34

127 4574 733

95 4457 648

475 3810 474

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 060 009

34

127 068 008

95 063 008

475 063 007

Continua

103

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

38 475 100 940 680 280 100

34

127 100 778 178 22 00

95 100 860 280 100 40

475 100 840 340 100 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Os valores apresentados mostram que o agregado da Avenida Heacutelvio Basso apresenta

caracteriacutesticas semelhantes aos agregados da Avenida Roraima poreacutem comparando os valores

percebe-se que a o agregado da Avenida Heacutelvio Basso eacute mais circular e tem uma textura

maior que o agregado da Avenida Roraima

322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Realizaram-se os ensaios de caracterizaccedilatildeo do CAP 5070 utilizado na mistura

asfaacuteltica da Avenida Heacutelvio Basso e encontrou-se um valor de 51ordmC para o ponto de

amolecimento Para o ensaio de penetraccedilatildeo o valor observado foi de 55x10-1

mm e para

ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland obteve-se um valor

de 324ordmC

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em trecircs temperaturas distintas com

temperatura elevada usando um viscosiacutemetro rotacional pode ser visualizado na Tabela 314

Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 149 372 693 186

155 20 62 152 288 186

177 20 31 77 144 186

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

obteve-se o valor de 1008gcmsup3 Os ensaios de determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG)

do ligante asfaacuteltico utilizado na Avenida Heacutelvio Basso que foram realizados na

104

COPPEUFRJ estatildeo apresentados da Tabela 315 sendo que os ensaios classificaram tal

ligante como sendo de PG 58-16

Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 254 kPa Atende

64 degC 129 kPa Atende

70 degC 051 kPa Natildeo Atende

58 degC 466 kPa Atende

64 degC 198 kPa Natildeo Atende

70 degC 091 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 6861 Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

19DSRMSCR 58

19 degC 1119791 kPa Natildeo Atende

22 degC 744195 kPa Natildeo Atende

25 degC 499820 kPa Atende

-6 degC 530 MPa Atende

-12 degC 1130 MPa Atende

-18 degC 3160 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0425 - Atende

-12 degC 0350 - Atende

-18 degC 0278 - Natildeo Atende

58 -16 H

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

mgt03

CAP 5070 HEacuteLVIO BASSOPerformance Grade

BBR

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 379 119

Rdiff

Jnr(kPa-1) 182 194

Jnrdiff 663

58

MSCR

6861

322243 Misturas

A dosagem realizada pela empresa construtora pelo Meacutetodo Marshall que foi

colocada na Avenida Heacutelvio Basso obteve um teor de betume de 59 e os valores de 40

105

para Volume de Vazios 1798 para os Vazios de Agregado Mineral (VAM) 7646 para

Relaccedilatildeo Betume Vazios uma densidade aparente de 221gcmsup3 a densidade maacutexima realizada

pelo meacutetodo RICE foi de 2355gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer-betume foi de 105

A Figura 320 ilustra o acompanhamento durante a execuccedilatildeo do revestimento do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

(e) Aplicaccedilatildeo do CA na pista (f) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

106

Na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de corpos de prova para

realizaccedilatildeo dos ensaios em laboratoacuterio de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e Grau

de compactaccedilatildeo As extraccedilotildees de corpos de prova neste trecho ocorreram 10 e 17 meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego e assim como na Avenida Roraima o valor de grau de compactaccedilatildeo

para a primeira extraccedilatildeo de CPs foi feita seguindo apenas a norma do DNIT Os valores

obtidos para estes ensaios estatildeo apresentados na Tabela 316

Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio

Basso

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6339

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 181

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9502

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6482

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 183

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9610

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9560

10 meses

17 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso pode ser visto

na Figura 321

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

Continua

107

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso

Para melhor visualizaccedilatildeo da caracteriacutestica dos materiais utilizados nas camadas do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso foi confeccionado a Tabela 317 que reuacutene todo os dados

destes materiais

Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

Continua

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

108

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

A BR-158 atravessa a cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul sendo

que o trecho monitorado se inicia no km 330 na latitude 29ordm42rsquo242rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm51rsquo581 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo092rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm50rsquo5539rsquorsquo Sul como

pode ser visto na Figura 322

Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

Fonte Google Earth

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

109

Trata-se de um trecho onde foi executada uma duplicaccedilatildeo da BR-158 portanto de um

segmento de implantaccedilatildeo de pavimento novo onde a liberaccedilatildeo ao traacutefego ocorreu no dia 15

de julho de 2014 O trecho apresenta 300m de extensatildeo e eacute composto pela camada de subleito

de solo argiloso uma camada de 40 cm de pedra detonada 15 cm de macadame seco 15 cm

de BGS e uma camada de 75 cm de CBUQ A estrutura do pavimento estaacute representada na

Figura 323

15

40

15

75REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

SUBLEITO

PEDRA DETONADA

Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

3231 Contagem de Traacutefego

Por se tratar de um trecho no qual a liberaccedilatildeo de trafego ocorreu apenas no segundo

semestre de 2014 foi realizado apenas uma contagem quantitativa e classificatoacuteria

aproximadamente 4 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta contagem mostrou a passagem de

9781 veiacuteculos por dia com fator de frota de 631 fator de veiacuteculo de 306 e fator de

distribuiccedilatildeo de 7924 de veiacuteculos comerciais passando na faixa externa do trecho A Tabela

318 apresenta a quantidade de veiacuteculos que passaram durante a contagem

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE ndash MACADAME

REFORCcedilO ndash PEDRA DETONADA

SUBLEITO - ARGILA

110

Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

92 55 26 18 13 33 111 445 308 264 314 342 397 317 297 317 324 501 676 503 395 301 277 177 6503

7 4 4 1 2 3 37 59 57 74 71 85 62 54 62 59 76 73 80 61 30 27 15 12 1014

2C 2 0 0 0 0 9 27 19 15 6 5 5 6 6 9 4 5 7 4 6 1 1 0 1 137

3C 0 0 0 0 1 0 0 2 2 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 11

2C 1 2 2 0 2 4 8 8 20 24 23 32 15 11 20 20 18 15 13 5 3 3 2 2 251

3C 2 1 1 1 3 3 4 6 8 7 9 11 3 7 5 6 6 6 3 6 3 3 4 1 105

4C 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 3 3 1 0 0 0 0 0 0 13

2S1 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 6

2S2 0 1 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 2 1 0 2 0 0 19

2S3 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 1 0 4 2 2 1 2 1 0 1 1 0 0 21

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 3 3 3 1 3 1 0 0 2 0 1 1 1 2 3 2 3 3 34

3S2S2 0 0 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 0 11

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3C2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 4

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

37 18 8 4 3 4 34 110 44 52 63 100 149 72 73 60 80 137 191 133 89 70 80 37 1647

9781

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

VMD

3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32321 Subleito

Para o trecho localizado na BR158 (Trevo dos Quarteacuteis) os valores para Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade encontrados foram 3322 e 18 respectivamente a curva

granulomeacutetrica do solo deste trecho estaacute apresentada da Figura 324 Com esses dados

realizou-se a classificaccedilatildeo segundo o Sistema de Classificaccedilatildeo Unificada que classificou o

solo como sendo uma argila de baixa compressibilidade (CL) e pelo meacutetodo de classificaccedilatildeo

do Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o solo foi classificado como A6

111

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

aCurva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila SilteAreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1820 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 166 no ensaio de CBR obteve-se um

valor de CBR de 7 e expansatildeo de 024 e no ensaio de densidade real o valor obtido foi de

2668 gcmsup3

32322 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento era um poacute de pedra A Figura 325

ilustra o acompanhamento na execuccedilatildeo da camada de sub-base

112

Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco

32323 Base

Para a base foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria da brita graduada

simples enquadrada na faixa A segundo o Manual de pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) obtendo

a curva mostrada na Figura 326 para cada agregado utilizado na composiccedilatildeo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis

113

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles onde foi

encontrado um valor de 11 de perda de material Realizou-se tambeacutem o ensaio de

compactaccedilatildeo que indicou o valor de 2265 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima

e um teor de umidade oacutetima de 80 Conseguiu-se um valor de 117 para o ensaio de CBR

e expansatildeo 000

A Figura de 327 ilustra as fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento do

trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Borda da camada de Base (b) BGS do Trevo dos Quarteacuteis

(c) Textura da camada de Base (d) Camada de BGS imprimada

Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis

32324 Revestimento

O revestimento do pavimento no Trevo dos Quarteacuteis foi construiacutedo em duas camadas

a camada inferior de revestimento com 4cm de espessura e materiais de uma usina de asfalto

114

jaacute a camada superior de revestimento foi feita com a espessura de 35cm e materiais de uma

segunda usina de asfalto Como o revestimento asfaacuteltico deste trecho foi realizado com

materiais de duas usinas e pedreiras diferentes os agregados e CAPs coletados em ambas

foram levados ao laboratoacuterio para realizaccedilatildeo dos ensaios de caracterizaccedilatildeo destes materiais

323241 Agregados

Foi realizado o ensaio de granulometria dos agregados utilizados em ambas as

camadas do revestimento do Trevo dos Quarteacuteis sendo as duas misturas enquadradas na faixa

B do DNIT As curvas granulomeacutetricas das camadas do revestimento inferior e superior estatildeo

apresentadas na Figura 328

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em R

etid

a (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa B DNIT

Limite da Faixa

Revestimento Inferior

Revestimento Superior

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12 1 121

Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos

Quarteacuteis

Para a mistura colocada na parte inferior do revestimento o ensaio de Abrasatildeo Los

Angeles revelou uma perda de material de 16 para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica

115

foi de 2676gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2450gcmsup3 e absorccedilatildeo de 3500 Para o

agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2672gcmsup3

Obteve-se ainda um Equivalente de Areia de 60 542 de partiacuteculas lamelares na

fraccedilatildeo grauacuteda e uma perda de material de 233 no ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade

pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de soacutedio O resultado na determinaccedilatildeo da massa

especiacutefica real de material finamente pulverizado foi de 2721gcmsup3

Assim como na camada colocada na parte inferior do revestimento realizou-se

igualmente na camada superior o ensaio de Abrasatildeo Los Angeles para os agregados onde 12

do material ensaiado foi perdido Para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica foi de

2645gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2493gcmsup3 e absorccedilatildeo de 2300 Para o agregado

miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2681gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 343 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 69 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 2669gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio apresentou um valor de perda de material de 156 para o

material utilizado na camada inferior do revestimento deste trecho

323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo dos ligantes da mistura inferior e da mistura superior

No ligante utilizado na mistura inferior encontrou-se 47ordmC para o ponto de amolecimento e

359ordmC para o ponto de fulgor Este ligante apresentou massa especiacutefica de 1008gcmsup3 e o

valor de penetraccedilatildeo de 57x10-1

mm A Tabela 319 apresenta os valores da determinaccedilatildeo da

viscosidade em trecircs temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional

Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 130 3250 605 186

150 20 67 1675 212 186

177 20 27 675 126 186

116

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica colocada no revestimento superior do Trevo

dos Quarteacuteis os valores encontrados foram de 49ordmC para o ponto de amolecimento e 342ordmC

para o ponto de fulgor Encontrou-se tambeacutem um valor de penetraccedilatildeo de 59x10-1

mm e um

valor de massa especiacutefica de 1007gcmsup3 bem como os valores de viscosidade em trecircs

temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional que estatildeo apresentadas na Tabela

320

Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 122 3050 567 186

150 20 63 1575 293 186

177 20 26 650 121 186

Ainda natildeo foi possiacutevel realizar a determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) dos

ligantes utilizados no revestimento deste trecho como foi realizado nos demais trechos

monitorados poreacutem para dar continuidade aos estudos seratildeo realizados os ensaios para a

classificaccedilatildeo destes ligantes asfaacutelticos

323243 Misturas

Foi utilizado o Meacutetodo Marshall pela empresa construtora do trecho monitorado para

dosagem das misturas asfaacutelticas que foram executadas na BR158 Na mistura colocada na

camada inferior do revestimento obteve-se um teor de betume de 585 volume de vazios de

393 bem como VAM de 1704 RBV de 7692 densidade aparente de 2223gcmsup3

densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE de 2316gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer betume foi de

097

Para o revestimento superior e teor de betume foi 539 383 de Volume de Vazios

1592 de VAM e 7658 de RBV encontrou-se tambeacutem uma densidade aparente de

117

224gcmsup3 um valor de 2329gcmsup3 para densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE e 111

para relaccedilatildeo filer betume

A Figura 29 ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo do revestimento do trecho

monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Temperatura da mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

Figura

(d) Compactaccedilatildeo do CA na pista (e) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos

Quarteacuteis

118

Assim como nos outros dois trechos monitorados tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de

corpos de prova para realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e

Grau de Compactaccedilatildeo em laboratoacuterio As extraccedilotildees foram realizadas 1 mecircs e 4 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego e os valores encontrados estatildeo apresentados na Tabela 321

Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 1898

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 053

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9085

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 8790

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 2348

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 054

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9206

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9055

1 mecircs

4 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova e fechamento dos furos da extraccedilatildeo pode

ser visualizado na Figura de 330

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis

119

Assim como para os outros dois trechos monitorados para melhor visualizaccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais utilizados nas camadas do trecho monitorado do Trevo dos

Quarteacuteis foi confeccionada a Tabela 322 que resume todos os dados obtidos

Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

Continua

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

120

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS

331 Macrotextura

A determinaccedilatildeo da Macrotextura da superfiacutecie do concreto asfaacuteltico foi realizada pelo

meacutetodo da mancha de areia seguindo a norma ASTM E 9652006 Em todos os trechos

experimentais foi adotado cinco estacas para realizaccedilatildeo do ensaio sendo em todos os trechos

realizado nas estacas 3 5 7 9 e 11 sendo realizado o ensaio na trilha de roda externa da faixa

externa (mais carredada)

Este ensaio serve para verificar a profundidade meacutedia da Macrotextura (HS) da

superfiacutecie do pavimento Esta Macrotextura possibilita o escoamento da aacutegua que chegar

nesta superfiacutecie quanto maior a macrotextura maior o escoamento Sua classificaccedilatildeo segundo

o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) estaacute apresentada na Tabela 323

Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia

gt 120Muito Grossa

Fina 021 - 040

Meacutedia 041 - 080

Grossa 081 - 120

Classificaccedilatildeo Limites de HS

Muito Fina lt 020

Fonte DNIT 2006

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

121

A Figura 331 ilustra o processo de realizaccedilatildeo do ensaio de mancha de areia

(a) Limpeza da superfiacutecie (b) Colocaccedilatildeo da areia padronizada

(c) Espalhamento da areia (d) Coleta dos dados de diacircmetro

Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia

Este ensaio foi realizado nos periacuteodos de 1 mecircs 6 meses 13 meses 19 meses e 25

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima na Avenida Heacutelvio Basso foram nos

periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13 meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego No trecho do

Trevo dos Quarteacuteis apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego foi realizado o primeiro ensaio depois de 1

mecircs o segundo levantamento foi 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

332 Microtextura

Os ensaios de Microtextura foram realizados com o Pecircndulo Britacircnico e seguiu a

norma ASTM E 3032008 sendo realizados nas mesmas datas e locais do ensaio de Mancha

122

de Areia nos trecircs trechos monitorados para posterior cruzamento dos dados dos dois ensaios e

determinaccedilatildeo do valor do International Friction Index (IFI)

Este ensaio tem como principal objetivo medir a textura dos agregados que estatildeo

aparentes na mistura naquele momento do ensaio determinando se este agregado estaacute polido

ou rugoso como eacute mostrado na Tabela 324

Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico

Muito Rugosa gt 75

Medianamente Rugosa 47 - 54

Rugosa 55 - 75

Perigosa lt 25

Muito Lisa 25 - 31

Lisa 32 - 39

Insuficientemente Rugosa 40 - 46

Classificaccedilatildeo Limites de VRD

Fonte DNIT 2006

Foi feita a limpeza da superfiacutecie do pavimento no mesmo ponto onde foi realizada a

mancha de areia Posicionou-se o pecircndulo e fez-se seu nivelamento testando para que a

sapata passasse exatamente entre dois pontos especiacuteficos Desta forma garante-se que o

ensaio esta sendo realizado com a mesma aacuterea de contato A partir deste ajuste o pavimento

foi molhado sempre que a leitura fosse feita sendo que foram coletadas cinco determinaccedilotildees

para cada ponto A Figura de 332 ilustra a realizaccedilatildeo dos ensaios de Pecircndulo Britacircnico

(a) Colocaccedilatildeo do Pecircndulo na posiccedilatildeo (b) Ajuste do Pecircndulo

Continua

123

(c) Umidificaccedilatildeo da superfiacutecie (d) Realizaccedilatildeo do ensaio

(e) Realizaccedilatildeo do ensaio (f) Coleta de dados

Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico

333 International Friction Index - IFI

Para fazer o caacutelculo do IFI deve-se fazer o cruzamento dos dados do ensaio da

macrotextura e da microtextura encontrados nos ensaios de Mancha de Areia e Pecircndulo

Britacircnico Com o caacutelculo do IFI eacute possiacutevel verificar se o pavimento estaacute proporcionando

condiccedilotildees de atrito e seguranccedila ao usuaacuterio Os intervalos de atrito para avaliaccedilatildeo do

pavimento estatildeo apresentados na Tabela 325 seguindo DNIT (2006)

124

Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI

Peacutessimo

Ruim 006 012

Regular 013 016

Bom 017 03

Oacutetimo

Limites de IFI

lt006

gt030

Fonte DNIT 2006

Usando algumas equaccedilotildees que seguem a norma ASTM E 19601998 eacute possiacutevel chegar

a valores harmonizados do IFI para velocidade padratildeo de 60 kmh ou para qualquer outra

velocidade plotando um graacutefico que possibilita o encontro de um valor de atrito para qualquer

velocidade como eacute mostrado na Figura 333 segundo Aps (2006)

Figura 333 Modelo de IFI

Fonte APS 2006

334 International Roughness Index ndash IRI

O ensaio de irregularidade longitudinal do pavimento (International Roughness Index

ndash IRI) foi realizado seguindo a norma ASTM E 9502004 utilizando sensores a laser Este

125

levantamento foi realizado no aos 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida

Roraima aos 9 16 e 21 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso e aos 2 e

7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego no Trevo dos Quarteacuteis

Este ensaio tem por finalidade o levantamento das irregularidades longitudinais

existentes no pavimento ao longo do trecho e nesta pesquisa foi realizado com uma barra

com cinco sensores a laser colocado na parte frontal de um veiacuteculo como mostrado na Figura

334 que se desloca pela via medindo a irregularidade do pavimento Nos trechos

monitorados estudados este levantamento foi realizado pela empresa Pavesys nas duas faixas

de rolamento (interna e externa) poreacutem seratildeo analisados apenas os dados obtidos na faixa

externa por se tratar da faixa mais carregada

Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR

As medidas de ATR (Afundamento em Trilha de Roda) foram realizadas utilizando a

barra com cinco sensores a laser concomitantemente com o ensaio de IRI nas faixas internas

e externas de rolamento poreacutem para obtenccedilatildeo dos ATR avalia-se apenas a irregularidade

transversal agrave via A Figura 335 ilustra um exemplo de ATR bastante elevado segundo Balbo

(2007)

126

Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel

Fonte Balbo 2007

336 Levantamento de Defeitos

A avaliaccedilatildeo de defeitos foi realizada obedecendo ao manual de execuccedilatildeo de trechos

monitorados da Rede Temaacutetica do Asfalto (2012) Este levantamento tem como objetivo a

avaliaccedilatildeo do desempenho dos pavimentos dos trechos experimentais frente agrave accedilatildeo do traacutefego e

do clima verificando assim sua capacidade mecacircnica ao longo do tempo Esta avaliaccedilatildeo em

todos os trechos experimentais foi realizada nas duas faixas de rolamento Uma tabela foi

montada e estaacute formatada para anotar os defeitos em um retacircngulo de um metro de

comprimento por um terccedilo da largura da faixa Um exemplo desta avaliaccedilatildeo estaacute apresentado

na Figura 336

127

TIF-BTIF-B

12m3m

Trecho Monitorado RORAIMA - 19122013

TIT-A TIT-BTIF-A

1m 2m 11m

TE

4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m

Faixa

Interna

TE

TI

CE

TIT-B

Faixa

Externa

TI

CE

TIF-B

Estaca 10

TIF-A

AFLTIF-B

Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas

Onde TIF-B Trinca Interligada de Fadiga severidade Baixa

TIF-A Trinca Interligada de Fadiga severidade Alta

TIT-B Trinca Isolada Transversal severidade Baixa

TIT-A Trinca Isolada Transversal severidade Alta

AFL Afundamentos Localizados

Os levantamentos na Avenida Roraima foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 6

meses 13 meses 19 meses e 25 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute na primeira avaliaccedilatildeo

de defeitos foi verificado algum tipo de defeito como trincas longitudinais e trincas

transversais com severidades baixas e altas No ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do

traacutefego o pavimento jaacute apresentava trincas interligadas por fadiga de severidade alta e ateacute

mesmo afundamentos localizados

Na Avenida Heacutelvio Basso foi realizada a avaliaccedilatildeo nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13

meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego sendo que o primeiro defeito a ser verificado

foi durante a realizaccedilatildeo do levantamento de 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego onde foram

visualizadas pequenas trincas isoladas transversais e longitudinais de severidade baixa

No Trevo dos Quarteacuteis realizou-se uma avaliaccedilatildeo logo apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

sendo que o pavimento estava em perfeitas condiccedilotildees de rolamento sem a apresentaccedilatildeo de

128

defeitos Poreacutem 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego pocircde-se verificar a presenccedila de trincas

isoladas de severidade baixa em vaacuterios pontos do trecho monitorado

337 Viga Benkelman

Foi realizado o ensaio de determinaccedilatildeo das deflexotildees pela viga Benkelman seguindo a

norma DNIT ME 1332010 O ensaio foi realizado com a utilizaccedilatildeo de caminhatildeo de eixo

traseiro simples de rodas duplas com uma carga de aproximadamente 8200kg sobre o eixo

traseiro e pressatildeo de inflaccedilatildeo dos pneus de aproximadamente 055 MPa

Foram realizados os levantamentos em todas as estacas que compotildeem a extensatildeo do

trecho sendo que as distancias entre as estacas eram de 20 em 20 metros Assim no trecho da

Avenida Roraima que tem uma extensatildeo de 240 metros foram 13 estacas (estaca 0 a 12) jaacute

os outros dois trechos com extensatildeo de 300 metros foram medidas as deflexotildees em 15

estacas (estaca 1 a 15)

Na faixa externa de todos os trechos experimentais por se tratar da faixa mais

carregada foi realizado o levantamento com bacia completa nas distacircncias de 0cm 125cm

25cm 40cm 60cm 80cm 100cm 120cm 140cm 160cm 180cm 200cm 220cm 240cm

260cm 280cm e 300cm Na faixa interna foram realizados os levantamentos apenas nas

distacircncias 0cm 25cm e 300cm para obtenccedilatildeo apenas das deflexotildees maacuteximas e os raios de

curvatura de cada uma das estacas

Aleacutem da coleta das leituras das deflexotildees do pavimento foram realizadas tambeacutem as

leituras das temperaturas do pavimento em cada um dos pontos avaliados para uma posterior

correccedilatildeo das deflexotildees encontradas em funccedilatildeo da temperatura do pavimento Tais correccedilotildees

foram realizadas empregando o fator de correccedilatildeo da temperatura apresentado na Equaccedilatildeo 35

retirada do aacutebaco do DER-SP (2006) por Ribas (2014) Foi multiplicado cada valor de cada

distacircncia de deflexatildeo anotada em campo por esse fator encontrando assim a deflexatildeo em

cada ponto para uma temperatura de referecircncia de 25ordmC

(Equaccedilatildeo 35)

1)25(1000

1

tHc

Ft

129

Onde Ft= Fator de correccedilatildeo da temperatura

Hc = espessura do pavimento (cm)

t = temperatura do pavimento no momento do ensaio (ordmC)

Eacute possiacutevel se fazer o controle tecnoloacutegico construtivo das camadas do pavimento com

a medida de deflexatildeo Quando o ensaio eacute realizado nas camadas subjacentes agrave camada do

revestimento eacute pode se verificar a necessidade ou natildeo de uma melhor compactaccedilatildeo de uma

das camadas jaacute na camada do revestimento serve para verificar a necessidade de um reforccedilo

do pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso apresente deflexotildees muito

elevadas

O primeiro levantamento na Avenida Roraima foi realizado no dia 30112012 antes

da execuccedilatildeo do recapeamento asfaacuteltico os demais levantamentos foram realizados 1 mecircs 6

meses 13 meses 20 meses 23 meses e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Os

procedimento durante os levantamentos estatildeo representados na Figura 337

(a) Realizaccedilatildeo do ensaio de VB (b) Deslocamento do Caminhatildeo

(c) Mediccedilatildeo da temperatura da pista (d) Coleta dos dados de deflexatildeo

Continua

130

(e) Coleta de dados das deflexotildees (f) Exibiccedilatildeo da leitura de deflexatildeo

Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman

Na Avenida Heacutelvio Basso o primeiro levantamento foi realizado no dia 01032012 na

camada de base do pavimento antes da colocaccedilatildeo do revestimento asfaacuteltico apenas para

obtenccedilatildeo das deflexotildees maacuteximas no trecho O primeiro ensaio de Viga Benkelman no

revestimento asfaacuteltico foi realizado antes da liberaccedilatildeo do traacutefego no dia 16052013 os

demais ensaios foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 14 meses 17 meses e 21

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis a camada superior de revestimento foi realizada no dia 11 de

julho de 2014 e a liberaccedilatildeo do traacutefego foi no dia 15072014 O primeiro levantamento foi

realizado no dia 14 de agosto de 2014 1 mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego ainda foi realizado

ensaios com Viga Benkelman 3 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD

Foi realizada tambeacutem a determinaccedilatildeo das deflexotildees utilizando o deflectocircmetro de

impacto tipo Falling Weight Deflectometer - FWD seguindo especificaccedilatildeo indicada pela

norma DNER PRO 2731996 Foi utilizado equipamento de marca Kuab da empresa Pavesys

mostrado na Figura 338 e em todos os trechos monitorados foram realizadas nas mesmas

estacas onde foram feitos os ensaios com Viga Benkelman As bacias de deflexatildeo com este

equipamento ocorreram nas distacircncia de 0cm 20cm 30cm 45cm 60cm 90cm e 120cm por

sensores localizados nestas distacircncias como pode ser visto na Figura 338 (b)

131

(a) Equipamento FWD (b) Ceacutelula de carga e sensores

Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab

O levantamento com FWD ocorre atraveacutes da queda de um conjunto de massas

usualmente calibrado com uma carga de aproximadamente 4100kgf causando a propagaccedilatildeo

de uma energia de deslocamento nas camadas do pavimento Esta energia eacute captada por

sensores posicionados nestas distacircncias mencionadas e assim se obteacutem as deflexotildees tiacutepicas do

pavimento no momento do ensaio

Este ensaio foi realizado no dia 21 de janeiro de 2013 somente na Avenida Roraima

aproximadamente 2 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego e no dia 02 de fevereiro de 2014 nas

Avenidas Roraima (14 meses) e Heacutelvio Basso (9 meses) Jaacute nos dias 13102014 e 18022015

realizaram-se estes levantamentos nos trecircs trechos monitorados sendo 23 e 27 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima 17 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 3 e 7

meses no Trevo dos Quarteacuteis Assim como no ensaio realizado com a Viga Benkelman a

coleta dos dados realizada com o FWD possibilita verificar se a camada do revestimento

necessita ou natildeo de um reforccedilo no pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso

apresente deflexotildees muito elevadas

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise

Com os valores de deflexatildeo tanto da Viga Benkelman quanto do FWD jaacute corrigidos

para a temperatura de 25ordmC fez-se uso do software BAKFAA (2013) para realizaccedilatildeo da

132

retroanaacutelise das bacias de deformaccedilatildeo para estimar os Moacutedulos de Resiliecircncia (MR) das

camadas que compotildeem cada trecho monitorado

O software admite apenas bacias de no maacuteximo 7 pontos de distacircncias de leituras em

uma uacutenica estaca como nos ensaios realizados com Viga Benkelman eacute possiacutevel a coleta de

ateacute 17 leituras de deflexotildees nas distacircncias citadas no Item 341 para cada estaca Nas bacias

com mais de 7 leituras coletadas foram escolhidos apenas os 7 primeiros pontos de forma a

bem representar a bacia de deflexotildees uma vez que estes pontos tem uma maior

representatividade nos valores de moacutedulo de resiliecircncia das camadas do pavimento

Como o software esta calibrado para um carregamento utilizado no ensaio de FWD

onde a carga eacute aplicada em apenas uma aacuterea foi necessaacuterio realizar tambeacutem uma adequaccedilatildeo

da aacuterea de contato pneu pavimento no ensaio de Viga Benkelman Essa adequaccedilatildeo foi feita

atraveacutes do caacutelculo da aacuterea equivalente de aplicaccedilatildeo de carga passando de duas aacutereas de

contato real (duas rodas) para uma aacuterea de contato equivalente de um ciacuterculo como no caso

da aacuterea de contato do FWD

Com os valores de deflexotildees corrigidos as espessuras das camadas os coeficiente de

Poisson adotados de cada uma das camadas e a carga equivalente bem como o raio de contato

equivalente jaacute calculados foram inseridos no software e realizadas as retroanaacutelises atraveacutes da

interface do programa como apresentado na Figura 339

Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA

133

Os coeficientes de Poisson utilizados nessa pesquisa foi 030 para materiais asfaacutelticos

a 25ordmC tendo como referecircncia Specht (2004) Segundo Medina e Motta (2015) para materiais

granulares eacute indicado coeficiente de Poisson igual a 035 para solos argilosos como esta no

subleito dos trechos eacute indicado coeficiente de Poisson de 045

O programa apresenta a curva obtida em campo e uma curva teoacuterica de deflexatildeo

gerada pelo programa bem como os valores de MR estimados de cada camada Este

procedimento busca o melhor ajuste da curva encontrada no programa com a curva

encontrada no levantamento de campo

Para isso eacute variado os valores de moacutedulos previstos tentando reduzir ao maacuteximo o

valor do erro meacutedio quadraacutetico (RMS) correspondente ao ajuste das duas curvas (teoacuterica e de

campo) Quando o valor do erro ficava o mais baixo possiacutevel eram salvos os valores de MR

encontrados no BAKFAA

Com os valores de MR de cada camada referente a cada levantamento realizou-se um

tratamento estatiacutestico onde se obteve a meacutedia dos valores de MR e o desvio padratildeo Para

definir o valor a ser considerado optou-se por utilizar um intervalo de aceitaccedilatildeo atraveacutes da

Equaccedilatildeo 36 de maneira semelhante ao DNER PRO 0111979 Como o nuacutemero de amostras eacute

de 13 para Avenida Roraima e 15 tanto para a Avenida Heacutelvio Basso quanto para o Trevo dos

Quarteacuteis em cada levantamento a DNER PRO 0111979 indica a utilizaccedilatildeo de z = 25 poreacutem

para ter uma maior confiabilidade nos dados utilizou-se z = 20

Equaccedilatildeo 36

Onde

= Meacutedia dos n valores de Moacutedulo de Resiliecircncia da camada

z = Coeficiente de majoraccedilatildeo e minoraccedilatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero de amostras

ζ = Desvio padratildeo

Os valores que ficavam fora desse intervalo de aceitaccedilatildeo eram retirados e

recalculavam-se os valores da meacutedia e do desvio padratildeo e mais uma vez era verificado o

intervalo de aceitaccedilatildeo ateacute que natildeo houvesse mais valores fora deste intervalo e assim era

obtido o valor da meacutedia dos MR de cada camada em cada levantamento

zxIntervalo

x

134

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS

Neste capitulo estatildeo apresentados analisados e discutidos os resultados dos

procedimentos de monitoramento dos trechos estudados bem como dos modelos empiacutericos de

previsatildeo de desempenho de cada um dos paracircmetros avaliados Estatildeo apresentadas tambeacutem

comparaccedilotildees dos modelos encontrados neste estudo com os modelos de previsatildeo de

desempenho apresentados na literatura para avaliar o comportamento das estruturas que foram

monitoradas durante esta pesquisa

Os modelos gerados nesta pesquisa tem seu espaccedilo de inferecircncia bem definido Foram

obtidos para as condiccedilotildees climaacuteticas da regiatildeo materiais utilizados na construccedilatildeo das

camadas dos trechos e traacutefego que solicitou cada trecho Por se tratar de trechos onde a

solicitaccedilatildeo foi feita basicamente por veiacuteculos leves e comerciais com baixa capacidade de

carga os nuacutemeros de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo foram razoavelmente baixos

necessitando assim de um periacuteodo maior de monitoramento

Assim todos os modelos apresentados nesta pesquisa devem ser utilizados em

intervalos restritos ao nuacutemero de solicitaccedilatildeo (N) encontrados no uacuteltimo ensaio realizado em

cada paracircmetro Qualquer extrapolaccedilatildeo pode apresentar valores improacuteprios ao esperado para

o paracircmetro que se busca obter a previsatildeo do desempenho do pavimento

Todas as anaacutelises dos paracircmetros foram feitas em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes ao eixo padratildeo sendo calculado o FEC conforme recomendaccedilotildees da AASHTO

pelo fato dos modelos utilizados para comparaccedilatildeo na literatura apresentarem tambeacutem seus

modelos segundo a AASHTO Poreacutem calculou-se tambeacutem a solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo

padratildeo segundo as recomendaccedilotildees da USACE no caacutelculo do FEC por ser a forma caacutelculo

utilizada no Brasil encontrando assim a correlaccedilatildeo entre os dois meacutetodos para os trechos

monitorados o que pode ser verificado na Tabela 41 Os caacutelculos dos FECs pelas

metodologias da AASHTO e USACE utilizaram as formulaccedilotildees indicadas pelo Manual de

Traacutefego do DNIT (2006)

Aleacutem disso satildeo mostrados no decorrer da pesquisa os modelos de previsatildeo de

desempenho para cada paracircmetro analisado calculados tanto pelo N da AASHTO quanto pelo

da USACE a fim de facilitar a utilizaccedilatildeo dos modelos e natildeo haver necessidade de

transformaccedilatildeo de um meacutetodo para outro

136

Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo

2013 357E+05 513E+05 144

2014 361E+05 510E+05 141

2013 512E+05 866E+05 169

2014 593E+05 990E+05 167

Trevo dos Quarteacuteis 2014 547E+05 118E+06 217

Roraima

Heacutelvio Basso

Trecho MonitoradoPeriodo Contagem

(ano)NAASHTO NUSACE

41 MACROTEXTURA

Um paracircmetro que foi analisado durante o monitoramento dos trechos foi o

desempenho da macrotextura do pavimento agrave medida que era solicitado A partir dos dados

obtidos com os levantamentos realizados nos trechos monitorados desde o primeiro mecircs apoacutes

a abertura ao traacutefego e com o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo para cada

trecho foi possiacutevel compilar os dados apresentados na Tabela 42 com valores de meacutedia

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo da profundidade de macrotextura para cada um dos

trechos nos periacuteodos de monitoramento

Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 057 007 1204 064 050

6 179E+05 257E+05 040 003 833 043 037

13 388E+05 557E+05 044 006 1286 049 038

19 569E+05 812E+05 042 008 1834 050 034

25 749E+05 107E+06 047 003 547 050 045

1 435E+04 736E+04 035 006 1565 041 030

7 299E+05 505E+05 030 005 1563 035 025

13 638E+05 107E+06 029 001 451 031 028

19 934E+05 157E+06 030 004 1239 034 026

1 464E+04 101E+05 068 011 1613 079 057

6 274E+05 594E+05 048 005 1021 053 043

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Roraima

Heacutelvio

Basso

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Macrotextura

Meacutedia (mm)

Desvio Padratildeo

(mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)NUSACE

Verifica-se na Tabela 42 que os valores de desvio padratildeo mostraram-se relativamente

baixos poreacutem alguns valores de coeficiente da variaccedilatildeo foram um pouco altos como o obtido

137

no ensaio realizado no 19ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego da Avenida Roraima Esse valor

pode ter dado alto devido a variaccedilotildees de macrotextura entre os pontos de leitura ao longo do

trecho ou seja alguns pontos podem ter um desgaste na superfiacutecie do pavimento diferente de

outros causando variaccedilatildeo nos valores de macrotextura entre os pontos da pista Com os dados

da Tabela 42 confeccionou-se o graacutefico mostrado na Figura 42 e assim analisar o

comportamento da macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo de forma mais eficaz

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Pro

fun

did

ad

e d

a M

acr

ote

xtu

ra (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo dos

Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

textura muito fina

textura meacutedia

textura fina

textura grossa

Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo

Nos graacuteficos da Figura 41 satildeo apresentadas as macrotexturas dos trechos monitorados

da Avenida Roraima Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis O pavimento da Avenida Roraima

obteve a classificaccedilatildeo de textura meacutedia no intervalo entre 041 e 080 mm o que indica que o

pavimento teraacute bom escoamento de aacutegua O uacutenico valor que ficou fora deste intervalo de

classificaccedilatildeo foi o ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem bastante

proacuteximo desta classificaccedilatildeo podendo ser ateacute mesmo classificado nesta textura uma vez que o

intervalo entre a meacutedia mais o desvio padratildeo estaacute dentro desta classificaccedilatildeo

Observou-se ainda que ocorreu um aumento no valor da macrotextura no ultimo

ensaio da Avenida Roraima isso pode ter ocorrido devido ao aparecimento de trincas

interligadas de fadiga com severidade alta (com esborcinamento nas juntas das trincas) como

56801061710628 7213

AASHTOAASHTORNNMA

Rsup2 = 071

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHBNNMA

Rsup2 = 095

138

seraacute comprovado no item 46 o que causou uma descontinuidade na superfiacutecie do pavimento

e por consequecircncia um aumento na macrotextura

A Avenida Heacutelvio Basso teve seus valores de Macrotextura na faixa entre 021 e 040

o que classifica o pavimento como tendo uma textura fina dificultando assim o escoamento

da aacutegua em periacuteodos chuvosos causando inseguranccedila ao usuaacuterio A macrotextura deste trecho

pode ter se apresentado baixa devido ao arranjo granulomeacutetrico da mistura e do grau de

compactaccedilatildeo mais alto em relaccedilatildeo aos outros dois trechos causando assim um fechamento

maior dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Foram mostrados tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho da macrotextura

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo

padratildeo calculados pelos meacutetodos da AASHTO Como foram realizados apenas dois

levantamentos no Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o trecho teve sua liberaccedilatildeo ao traacutefego a

pouco tempo natildeo foi realizado um modelo de previsatildeo de desempenho para este paracircmetro

neste trecho monitorado sendo realizada apenas uma observaccedilatildeo do comportamento da

macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

Observa-se que houve uma reduccedilatildeo no valor da macrotextura agrave medida que o

pavimento foi solicitado no Trevo dos Quarteacuteis o que tambeacutem aconteceu nos outros dois

trechos monitorados Isso acontece devido ao preenchimento dos vazios existentes na

superfiacutecie do pavimento com sujeiras e ateacute mesmo borracha dos pneus dos veiacuteculos Esta

reduccedilatildeo ocorre principalmente nos periacuteodos iniciais pelo fato de que a primeira leitura foi

realizada logo apoacutes a liberaccedilatildeo da via aos veiacuteculos logo os vazios foram pouco preenchidos e

a macrotextura se apresenta bem mais alta

Vale salientar ainda que o trecho da Avenida Roraima tem velocidade de

deslocamento maacutexima permitida de 50kmh a Avenida Heacutelvio e o Trevo dos Quarteacuteis tem

velocidade maacutexima de deslocamento na via de 60kmh Assim pode-se dizer que todos os

trechos estatildeo de acordo com as indicaccedilotildees de macrotextura uma vez que para trechos com

macrotextura fina eacute indicada velocidades inferiores a 80kmh

Para verificaccedilatildeo da confiabilidade nos modelos de previsatildeo de macrotextura obtidos

ateacute o momento fez-se o graacutefico da Figura 42 onde eacute feita uma correlaccedilatildeo dos valores obtidos

em campo (observados) pelos valores encontrados com os modelos de previsatildeo de

desempenho Quanto mais valores proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

139

020

025

030

035

040

045

050

055

060

065

020 025 030 035 040 045 050 055 060 065

Ma

cro

tex

tura

Ca

lcu

lad

a (

mm

)

Macrotextura Observada (mm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura

Verifica-se na Figura 42 que os valores dos modelos estatildeo bem proacuteximos das retas

principalmente para os da Avenida Heacutelvio Basso comprovando que os modelos estatildeo de

acordo com o comportamento visualizado em campo Para corroborar com a confiabilidade

dos modelos de previsatildeo de desempenho foi feito a Tabela 43 onde estaacute em resumo os dois

modelos encontrados para o paracircmetro de macrotextura bem como seus respectivos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) que mostra em percentagem o quanto o modelo consegue

explicar os valores encontrados durante o ensaio e Erro Padratildeo de Estimativa (p) que avalia

a precisatildeo na unidade de medida do paracircmetro estudado pelo caacutelculo da raiz da soma das

diferenccedilas quadradas dividida pelo nuacutemero de amostras menos dois

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

071 0043

095 0007

071 0043

095 0007

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

AASHTO

USACE56801036510264 7213

USACEUSACER NNMA

56801061710628 7213

AASHTOAASHTOR NNMA

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHB NNMA

35901041110766 7214

USACEUSACEHB NNMA

140

Onde MA = Valor de Macrotextura da superfiacutecie do pavimento (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 apresentados na Tabela 43 satildeo considerados bons comprovando

que o ajustamento dos modelos estaacute de acordo com os valores medidos Pode-se verificar

tambeacutem que os erros padratildeo de estimativa estatildeo bastante baixos mostrando que os valores

encontrados com os modelos estatildeo bem proacuteximos aos valores apresentados em campo Foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 43 para comparaccedilatildeo dos modelos de previsatildeo de

desempenho encontrados para o paracircmetro de macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero equivalente

de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 865E+05 108E+06 130E+06

000

010

020

030

040

050

060

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

Ma

cro

tex

tura

(m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura

141

Os valores da macrotextura encontrados nos modelos para Avenida Heacutelvio Basso

deram bem inferiores aos da Avenida Roraima devido ao arranjo granulomeacutetrico e ao grau de

compactaccedilatildeo que foi um pouco maior na Avenida Heacutelvio Basso causando assim o

fechamento dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Os modelos de previsatildeo de desempenho das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo

de acordo com o esperado ao longo do tempo com maior reduccedilatildeo inicial e posteriormente

um periacuteodo em que a macrotextura continua reduzindo de forma menor com valores quase

constantes Poreacutem o modelo da Avenida Roraima tem comportamento adequado somente

para um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo mais baixo mas a elevaccedilatildeo no

valor da macrotextura com o aumento do nuacutemero de solicitaccedilotildees natildeo eacute esperado o motivo

desta elevaccedilatildeo foi devido ao surgimento de fissuras causando o aumento no valor da

macrotextura

42 MICROTEXTURA

Outro paracircmetro assim como a macrotextura que faz uma avaliaccedilatildeo funcional do

pavimento eacute a microtextura que neste estudo foi obtido com o Pecircndulo Britacircnico como

mostrado no item 332 Atraveacutes dos ensaios foram obtidos os valores meacutedios de microtextura

para os trecircs trechos monitorados agrave medida que o trecho era solicitado pelo traacutefego A Tabela

44 mostra os valores meacutedios obtido de microtextura bem como seus respectivos valores de

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 8425 428 508 8853 7997

6 179E+05 257E+05 7948 1222 1537 9170 6726

13 388E+05 557E+05 2980 254 853 3234 2726

19 569E+05 812E+05 3248 179 552 3427 3069

25 749E+05 107E+06 3752 208 555 3960 3544

1 435E+04 736E+04 8596 299 348 8895 8297

7 299E+05 505E+05 3532 131 370 3663 3401

13 638E+05 107E+06 3920 387 987 4307 3533

19 934E+05 157E+06 3412 258 755 3670 3154

1 464E+04 101E+05 7340 285 388 7625 7055

6 274E+05 594E+05 3116 091 294 3207 3025

Coef Variaccedilatildeo

()Meacutedia + DP

Trecho

MonitoradoDesvio Padratildeo Meacutedia - DP

Periodo Ensaio

(meses)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

NAASHTO

Microtextura

MeacutediaNUSACE

142

Observou-se na Tabela 44 que os valores de desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego da Avenida Roraima estatildeo um pouco elevados em

relaccedilatildeo aos outros ensaios no entanto os valores obtidos nos demais ensaios foram bem

baixos mostrando a regularidade de operaccedilatildeo durante os ensaios Com os dados desta tabela

realizou-se a Figura 44 que mostra o desempenho da microtextura em funccedilatildeo do nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo nos trecircs trechos monitorados

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Mic

rote

xtu

ra (

BP

R)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

QuarteacuteisPerigosa

Muito Lisa

Lisa

Mediamente Rugosa

Rugosa

Muito Rugosa

Insuficientemente Rugosa

Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo

Na Figura 44 eacute possiacutevel verificar uma grande queda no valor da microtextura do

ensaio realizado no 6ordm meses para o ensaio realizado no 13ordm meses apoacutes a liberaccedilatildeo do trafego

na Avenida Roraima Esta queda pode ter ocorrido pelo fato de o agregado ter perdido a

peliacutecula de ligante asfaacuteltico que o cobria passando o mesmo a sofrer desgaste atraveacutes da

solicitaccedilatildeo do traacutefego diminuindo assim sua textura Outra verificaccedilatildeo eacute que a Avenida

Roraima apresentou no ensaio de 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego o menor valor de

microtextura isso pode ter ocorrido pelo fato de o agregado deste trecho ter valores de textura

inferior aos da Avenida Heacutelvio Basso o que foi mostrado no ensaio de AIMS realizados no

CENPES

A mesma queda no valor da microtextura pode ser visualizada tambeacutem para os outros

dois trechos poreacutem esta queda ocorreu em um menor periacuteodo de tempo Apesar da reduccedilatildeo da

72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

Rsup2 = 086

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

Rsup2 = 085

143

microtextura nos trechos da Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis terem ocorrido num

periacuteodo de tempo menor que a da Avenida Roraima o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do

eixo padratildeo em que ocorreu essa reduccedilatildeo foi bem proacuteximo para os trecircs casos comprovando

assim que o nuacutemero de solicitaccedilotildees tem grande interferecircncia no valor da microtextura

A reduccedilatildeo no valor da microtextura no trecho do Trevo dos Quarteacuteis foi de

aproximadamente 58 passando a microtextura de uma classificaccedilatildeo rugosa para uma

classificaccedilatildeo lisa na Avenida Heacutelvio Basso a reduccedilatildeo foi de 59 chegando a uma

classificaccedilatildeo de microtextura insuficientemente rugosa Jaacute a Avenida Roraima teve a maior

reduccedilatildeo de um ensaio para outro tal reduccedilatildeo foi de 63 quando a microtextura no terceiro

ensaio foi classificada como muito lisa no penuacuteltimo e no ultimo ensaio passou a ter uma

classificaccedilatildeo de microtextura lisa

Assim como no paracircmetro de macrotextura foi realizado o graacutefico da Figura 45 onde

eacute verificada a confiabilidade dos modelos de previsatildeo de microtextura obtidos para os dois

trechos monitorados com a correlaccedilatildeo dos valores obtidos em campo (observados) pelos

valores encontrados com os modelos de previsatildeo de desempenho Quanto mais valores

proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Mic

rote

xtu

ra C

alc

ula

da

(B

PR

)

Microtextura Observada (BPR)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura

144

Verifica-se na Figura 45 que os valores obtidos com o modelo de previsatildeo de

desempenho de microtextura para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo bem coerentes

em relaccedilatildeo aos valores obtidos em campo Desta forma a confiabilidade nos modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados para este paracircmetro nos dois trechos monitorados eacute alta

Mostra-se na Tabela 45 resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

para a microtextura e os valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p) para cada modelo

Quanto maior o valor de Rsup2 e menor o valor de p maior a confiabilidade do modelo

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (BPR)

086 1140

085 1192

086 1141

085 1183USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

AASHTO72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

75971053110918 4211

USACEUSACER NNMI

02891008110804 4211

USACEUSACEHB NNMI

Onde MI = Valor de Microtextura da superfiacutecie do pavimento (BPR)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (BPR)

Os valores de Rsup2 mostraram-se alto comprovando que o ajustamento dos modelos

condiz com os valores obtidos em campo poreacutem os valores de p apresentaram-se elevados

uma vez que se obtiveram valores de microtextura proacuteximos a 30 durante os ensaios e o p foi

aproximadamente 38 deste valor nas avenidas Roraima e Heacutelvio Basso Assim deve haver

parcimocircnia durante a utilizaccedilatildeo destes modelos todavia serve como balizadores de provaacuteveis

resultados a serem encontrados na via Realizou-se um comparativo entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho para microtextura que estaacute mostrado na Figura 46

145

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)M

icro

tex

tura

(B

PR

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura

A Figura 46 mostra um comportamento bem similar entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados com uma queda bem acentuada na microtextura nas

primeiras idades e uma pequena estabilidade no valor com o passar do tempo mesmo com o

acuacutemulo de solicitaccedilotildees Poreacutem o modelo da Avenida Roraima natildeo se comportou

adequadamente a partir do nuacutemero acumulado de solicitaccedilatildeo de 60x105 pois se visualiza um

aumento no valor da microtextura o que possivelmente natildeo deveria e pode natildeo se confirmar

nas proacuteximas mediccedilotildees

43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI

O international Friction Index eacute o valor harmonizado do atrito pneu-pavimento que

possibilita maior seguranccedila em manobras de curvas e frenagem dos veiacuteculos Os valores de

IFI foram obtidos pela combinaccedilatildeo dos valores de Macrotextura e Microtextura utilizando

tais valores nas formulas contidas na norma ASTM E 19601998 sendo que o ensaios de

Macro textura e Microtextura devem ser realizados na mesma data e local somente assim eacute

146

possiacutevel o a combinaccedilatildeo dos valores e a obtenccedilatildeo do IFI Para o trecho monitorado da

Avenida Roraima realizou-se a confecccedilatildeo do graacutefico apresentado na Figura 47 onde eacute

apresentado o comportamento dos valores de atrito em cada um dos periacuteodos de ensaio em

funccedilatildeo da velocidade de deslocamento do veiacuteculo

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

13 meses

19 meses

25 meses

Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima

Pode-se verificar no graacutefico da Figura 47 que agrave medida que a velocidade aumenta o

atrito pneu pavimento reduz poreacutem no ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

essa reduccedilatildeo ocorre de maneira mais significativa Este fato ocorre pelo fato de o valor de

macrotextura ser o menor encontrado nesta data em todos os ensaios uma vez que a

macrotextura eacute responsaacutevel pela aderecircncia pneu-pavimento nas velocidades meacutedias e altas

Verifica-se tambeacutem que com o passar do tempo e com o acuacutemulo de solicitaccedilotildees no

pavimento houve uma reduccedilatildeo nos valores de IFI para uma mesma velocidade como jaacute era

de se esperar mas a partir do 13ordm mecircs de solicitaccedilotildees os valores se mantiveram quase

constantes para uma mesma velocidade Isso ocorreu devido agrave estabilizaccedilatildeo e constacircncia nos

valores principalmente de macrotextura Encontrou-se tambeacutem os modelos de IFI para

AASHTO (Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma

147

velocidade de 60 kmh uma vez que essa eacute a velocidade padratildeo da norma ASTM E

19601998 utilizada no calculo do IFI

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 099

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 099

Para Avenida Heacutelvio Basso obtiveram-se os graacuteficos da Figura 48 tambeacutem pela

combinaccedilatildeo de Macrotextura e Microtextura obtidos nos ensaios realizados no trecho

monitorado em suas respectivas datas A figura mostra ainda o modelo de previsatildeo de

desempenho de IFI encontrado para este trecho estudado

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

7 meses

13 meses

19 meses

Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso

Visualiza-se na Figura 48 que haacute uma reduccedilatildeo significativa nos valores do IFI em

todos os periacuteodos de monitoramento com o aumento das baixas velocidades por exemplo

quando aumentada a velocidade de 20 kmh para 40 kmh haacute uma reduccedilatildeo no valor de atrito

de ateacute 60 no ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Isso ocorreu justamente

148

pelo fato de este trecho ter apresentado os menores valores de macrotextura classificada

como fina e assim reduzindo excessivamente o valor de IFI com o aumento da velocidade

Nota-se ainda que a uma velocidade de 100 kmh os valores de atrito em praticamente

todos os periacuteodos de monitoramento satildeo bem proacuteximos de zero o que eacute extremamente

inseguro para o usuaacuterio da via Encontrou-se ainda os modelos de IFI para AASHTO

(Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma velocidade

de 60 kmh

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 089

18003210279 7214

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 089

No Trevo dos Quarteacuteis a combinaccedilatildeo dos dados de macrotextura e microtextura

obtidos nos ensaios realizados no primeiro e no sexto mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deu

origem aos dois graacuteficos apresentados na Figura 49 Para este trecho natildeo foi desenvolvido

modelo de previsatildeo de desempenho para o IFI pelo curto periacuteodo de tempo para coleta de

dados e seria prematura a realizaccedilatildeo de um modelo com apenas dois levantamentos de dados

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis

149

Apesar do curto periacuteodo de tempo decorrido desde o iniacutecio da utilizaccedilatildeo da via ateacute a

realizaccedilatildeo do ultimo levantamento eacute possiacutevel verificar no graacutefico da Figura 49 que houve

uma reduccedilatildeo bastante significativa nos valores de atrito para uma mesma velocidade Neste

caso esta reduccedilatildeo pode ter ocorrido principalmente pela reduccedilatildeo da microtextura que foi de

58 ocasionando assim a reduccedilatildeo no valor do IFI Foi montada a Tabela 46 que apresenta o

valor de erro padratildeo de estimativa que quanto menor o valor mais confiaacutevel eacute o modelo para

o trecho monitorado

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p

099 0009

089 0018

099 0009

089 0018

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

Avenida RoraimaAASHTO

USACEAvenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI

1801003210279 7214

USACEUSACEHB NNIFI

Onde IFI = Valor harmonizado de atrito para veiacuteculos deslocando-se agrave 60kmh

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

Verificou-se na Tabela 46 que os valores de p satildeo baixos confirmando a

confiabilidade dos modelos mostrados Aleacutem da Tabela 46 fez-se o graacutefico da Figura 410

para verificar o ajuste dos modelos encontrados visualizando se os pontos estatildeo proacuteximos ou

natildeo da reta de igualdade quanto mais proacuteximos da reta estiverem os pontos maior a

confiabilidade do modelo

Observando a Figura 410 nota-se que os pontos ficaram bastante proacuteximos a linha o

que mostra que a coerecircncia entre os valores calculados pela correlaccedilatildeo entre a Macrotextura e

a Microtextura e os valores calculados pelos modelos

150

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000 005 010 015 020 025 030 035 040

IFI

Ca

lcu

lad

o p

elo

Mo

del

o (

60

km

h)

IFI Calculado pela Macrotextura e Microtextura (60kmh)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI

Fez-se tambeacutem uma comparaccedilatildeo entre os modelos de IFI das Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso confeccionando o graacutefico do IFI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que estaacute mostrado na Figura 411

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

IFI

(60

km

h)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa

151

Ambos os modelos de previsatildeo apresentaram uma queda nos valores de IFI com o

acuacutemulo do nuacutemero de solicitaccedilotildees o que condiz com o que apresentou os resultados obtidos

pelos levantamentos Poreacutem a reduccedilatildeo mostrada pelo modelo da Avenida Heacutelvio Basso foi

mais acentuada devido ao comportamento da macrotextura que teve o menor valor entre os

trecircs trechos monitorados Aleacutem disso o valor de IFI na Avenida Roraima aumenta a partir de

um determinado nuacutemero de solicitaccedilotildees este aumento ocorre devido principalmente aos

valores da macrotextura que aumentou devido ao surgimento de trincas

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI

O iacutendice de irregularidade longitudinal (IRI) informa o quatildeo desnivelado estaacute o

pavimento o que causa desconforto ao usuaacuterio ao trafegar pela via sendo mais um dos

paracircmetros funcionais analisado neste trabalho Os valores de IRI foram obtidos neste estudo

com o perfilocircmetro a laser nos periacuteodos de 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego da

Avenida Roraima nos periacuteodos de 9 16 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 2 e 7 meses

no Trevo dos Quarteacuteis Com os valores medidos de irregularidade sendo agrupados de 10 em

10 metros foi possiacutevel fazer os graacuteficos das Figuras 412 413 e 414 que mostra a

irregularidade meacutedia dos pavimentos ao longo dos trechos da Avenida Roraima Avenida

Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis respectivamente

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado

152

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado

153

Analisando as trecircs figuras eacute possiacutevel verificar que a menor irregularidade foi

observada no trecho do Trevo dos Quarteacuteis Quando observados os graacuteficos da Figura 412

verifica-se que as maiores irregularidades estatildeo no iniacutecio do trecho o que pode ser explicado

pela existecircncia de uma emenda da mistura asfaacuteltica colocada no trecho e ser um ponto onde

existe uma intersecccedilatildeo com uma rotatoacuteria com diferentes pontos de solicitaccedilotildees provocando

irregularidades Por isto foi retirado o primeiro ponto dos levantamentos realizados na

Avenida Roraima para realizaccedilatildeo da anaacutelise e obtenccedilatildeo dos modelos para este paracircmetro uma

vez que este ponto natildeo representa de forma correta a realidade da irregularidade longitudinal

existente no trecho monitorado

Com os valores meacutedios de irregularidade desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo de

cada trecho monitorado bem como com os valores de solicitaccedilotildees equivalente do eixo padratildeo

fez-se a Tabela 47 com esses valores e seus respectivos limites de aceitaccedilatildeo

Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 216 087 4012 303 129

22 628E+05 898E+05 217 079 3655 296 137

27 809E+05 115E+06 217 062 2839 279 155

9 391E+05 661E+05 227 091 4008 318 136

16 786E+05 132E+06 212 084 3969 296 128

21 103E+06 173E+06 250 093 3733 343 157

2 913E+04 198E+05 162 048 2976 210 114

7 319E+05 691E+05 180 040 2240 220 140

Desvio Padratildeo

(mkm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mkm)

Meacutedia - DP

(mkm)NUSACENAASHTO

IRI Meacutedio

(mkm)

Trevo dos

Quarteacuteis

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)

Os valores de coeficiente de variaccedilatildeo dos ensaios mostraram-se elevados sendo que a

Avenida Heacutelvio Basso apresentou na meacutedia os maiores valores devido a maior irregularidade

longitudinal ao longo do trecho Poreacutem de forma geral os valores meacutedios de IRI das

Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo baixos sendo os trechos classificados no conceito

bom segundo o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) com valores meacutedios entre 212 e

250 mkm jaacute no Trevo dos Quarteacuteis a classificaccedilatildeo do IRI foi excelente devido a adequada

execuccedilatildeo do revestimento quanto a este aspecto natildeo apresentando assim irregularidades

Todavia apesar de ter uma classificaccedilatildeo de IRI bom nas Avenidas Roraima e Heacutelvio

Basso em ambas as Avenidas houve pontos onde o valor do IRI apresentou-se acima de

46mkm onde a classificaccedilatildeo eacute peacutessima Com os dados da Tabela 47 fizeram-se os graacuteficos

154

da Figura 415 que mostra a evoluccedilatildeo da irregularidade nos trecircs trechos monitorados agrave medida

que era solicitado

000

050

100

150

200

250

300

350

400

450

500

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo

A Figura 415 apresenta um comportamento caracteriacutestico dos valores de IRI

mostrados tambeacutem em outras literaturas com o aumento de seus valores agrave medida que o

pavimento eacute solicitado Isso ocorre pelo fato de que o pavimento passa a se degradar causando

irregularidades cada vez maiores com formaccedilatildeo de buracos e escorregamento de massa

asfaacuteltica como ocorreu na Avenida Roraima

O uacutenico ponto em que houve uma reduccedilatildeo nos valores meacutedios de IRI foi no ensaio

realizado aos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso onde a

solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo padratildeo acumulada de 76x105 pelo meacutetodo da AASHTO

Entretanto essa reduccedilatildeo estaacute dentro da margem de aceitaccedilatildeo dos valores o que significa que o

agrupamento dos valores que ocorre de 10 em 10 metros pode ter feito com que houvesse essa

reduccedilatildeo logo foi considerado que agrave medida que o pavimento foi solicitado o mesmo

aumentou sua irregularidade longitudinal

A Figura 415 mostra ainda os modelos de previsatildeo de desempenho obtidos apenas

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em relaccedilatildeo ao N calculados pelo criteacuterio da

15210262 8

AASHTOR NIRI

Rsup2 = 099

08210912 7

AASHTOHB NIRI

Rsup2 = 024

155

AASHTO uma vez que foram realizados poucos ensaios no Trevo dos Quarteacuteis e natildeo seria

significativo o modelo encontrado Com tais modelos calcularam-se os valores para os

nuacutemeros de solicitaccedilotildees nas datas das avaliaccedilotildees realizadas e comparou-se com os valores

medidos gerando o graacutefico da Figura 416

200

215

230

245

260

275

290

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

IRI

Ca

lcu

lad

o (

mk

m)

IRI Observado (mkm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI

Analisando a Figura 416 eacute possiacutevel verificar que o modelo obtido para a Avenida

Roraima apresenta valores coincidentes com os obtidos em campo enquanto o modelo

encontrado para a Avenida Heacutelvio Basso tem certa dispersatildeo Todavia os valores estatildeo bem

proacuteximos da linha de igualdade o que significa que os modelos de previsatildeo de desempenho

representam de forma adequada os resultados encontrados durante os ensaios

A Tabela 48 mostra resumidamente os modelos de previsatildeo de desempenho para o

paracircmetro de irregularidade longitudinal encontrado para os trechos da Avenida Roraima e da

Avenida Heacutelvio Basso com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p)

156

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mkm)

099 0004

024 0237

099 0003

024 0237USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

AASHTO08210912 7

AASHTOHB NIRI

15210262 8

AASHTOR NIRI

08210741 7

USACEHB NIRI

15210601 8

USACER NIRI

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mkm)

Verifica-se na Tabela 48 que os valores de erro padratildeo de estimativa (p) encontrados

para os modelos de ambos os trechos satildeo baixos comprovando que os valores calculados com

os modelos condizem com os obtidos em campo Apesar de o modelo de previsatildeo de

desempenho da Avenida Heacutelvio Basso mostrar um valor de Rsup2 baixo este modelo representou

satisfatoriamente o obtido em campo Este valor de Rsup2 baixo eacute devido agrave reduccedilatildeo no valor

meacutedio do IRI no segundo ensaio fazendo com que houvesse uma variaccedilatildeo maior entre o valor

do modelo e o do campo

Fez-se uma comparaccedilatildeo entre os dois modelos de desempenho para IRI encontrados

neste estudo com os modelos encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002)

mostram o comportamento do IRI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo mostrado na Figura 417

Atraveacutes da observaccedilatildeo da Figura 417 pode-se dizer que tanto os modelos encontrados

para a Avenida Roraima como para a Avenida Heacutelvio Basso estatildeo de acordo com os

encontrados por Marcon (2004) e seguem um mesmo comportamento Aumento de IRI agrave

medida que o pavimento eacute solicitado No modelo de Basiacutelio (2002) existe uma reduccedilatildeo no

valor do IRI agrave medida que o pavimento eacute solicitado o que fica em desacordo com os

encontrados neste estudo e por Marcon (2004)

157

000

050

100

150

200

250

300

350

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI

O modelo da Avenida Roraima apresentou valores quase constantes com um aumento

nos valores de IRI bastante baixos agrave medida que a pavimento eacute solicitado Jaacute o modelo da

Avenida Heacutelvio Basso mostra uma taxa maior no valor do IRI quase que na mesma

proporccedilatildeo do modelo encontrado por Marcon (2004) Poreacutem como os valores meacutedios de IRI

em ambos os trechos mostram-se abaixo de 30 mkm natildeo haacute necessidade de uma intervenccedilatildeo

em todo o trecho havendo essa necessidade apenas em alguns ―pontos (trechos de 10

metros) que apresentam defeitos principalmente na Avenida Roraima que provocam maior

interferecircncia neste paracircmetro

45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR

O paracircmetro de afundamento em trilha de roda eacute um dos paracircmetros mais importantes

para a seguranccedila dos usuaacuterios das vias uma vez que com o surgimento da deformaccedilatildeo

permanente haacute a possibilidade de ocorrer o acuacutemulo de aacutegua na pista nestes pontos Os limites

de afundamento em trilha de roda dependem da largura e declividade da pista e quanto maior

a largura da pista maior deve ser a declividade e menor a profundidade admissiacutevel da trilha de

roda Poreacutem para o Manual de Restauraccedilatildeo de Pavimentos Asfaacutelticos do DNIT (2006)

158

afundamentos a partir de 13mm criam condiccedilotildees para que ocorra o armazenamento de aacutegua

suficiente para potencial hidroplanagem

Realizaram-se medidas com treliccedila para obtenccedilatildeo de ATR na Avenida Roraima nos

periacuteodos de 1 6 e 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego e na Avenida Heacutelvio Basso nos

periacuteodos de 1 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Natildeo foi mais realizado levantamento com

treliccedila a partir do momento que passou a ser feito com perfilocircmetro laser concomitantemente

com os ensaios de irregularidade longitudinal nos trechos monitorados As Figuras 418 419

e 420 mostram os pontos de ATR atraveacutes da meacutedia dos afundamentos a cada 10 metros com

perfilocircmetro laser ou seja de 10 em 10 metros era realizado a meacutedia dos ATRs e apresentado

o ponto dos trechos da Avenida Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis

respectivamente

Na Avenida Roraima os ensaios de ATR a laser foram realizados nos meses de 14 22

e 27 apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso foram realizados os levantamentos

nos meses de 9 16 e 21 apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis 2 e 7 meses apoacutes

o transito ser liberado para uso da via

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho

159

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho

Eacute possiacutevel visualizar na Figura 418 que os valores de ATR na Avenida Roraima natildeo

sofreram grandes alteraccedilotildees ao longo tempo isso pode ter ocorrido pelo fato que a estrutura

estaacute bem consolidada jaacute que eacute recapeamento e que a mistura asfaacuteltica apresenta boa

estabilidade frente agrave accedilatildeo do traacutefego causando assim uma baixa variaccedilatildeo no valor de ATR Jaacute

na Figura 419 observa-se um comportamento inesperado na aquisiccedilatildeo dos valores de ATR

160

onde no primeiro ensaio os valores mostraram-se maiores que os obtidos nos ensaios

posteriores natildeo encontrando assim uma explicaccedilatildeo teacutecnica para este acontecimento

Na Figura 420 eacute mostrado um aumento significativo da deformaccedilatildeo permanente 2

meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego em relaccedilatildeo ao ensaio realizado 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao

traacutefego Este aumento pode ter ocorrido devido a natildeo compactaccedilatildeo adequada da mistura

asfaacuteltica em campo uma vez que os valores de grau de compactaccedilatildeo pelas normas NBR

155732012 e DNIT-ME 1171994 foram 88 e 91 respectivamente

Outra observaccedilatildeo que pode ser mencionada visualizando as trecircs figuras eacute que ateacute o

momento natildeo haacute nenhum ponto da pista nos trechos monitorados em que o ATR eacute maior que

13mm o que faz com que natildeo haja necessidade de intervenccedilotildees nos trechos por conta deste

paracircmetro A partir dos dados obtidos nos levantamentos com treliccedila e perfilocircmetro a laser

construiu-se as Tabela 49 e Tabela 410 respectivamente onde satildeo apresentados os valores

meacutedios de afundamento em trilha de roda desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como

as faixas de aceitaccedilatildeo em cada um dos ensaios e trechos monitorados

Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 000 000 000 000 000

6 179E+05 257E+05 011 029 26441 040 000

13 388E+05 557E+05 019 038 19987 058 000

1 435E+04 736E+04 015 023 15012 038 000

7 299E+05 505E+05 064 078 12269 142 000

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Heacutelvio

Basso

Desvio Padratildeo

(mm)

Roraima

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

ATR Meacutedio

(mm)

Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 069 076 11035 145 000

22 628E+05 898E+05 070 068 9643 138 002

27 809E+05 115E+06 125 064 5109 189 061

9 391E+05 661E+05 498 144 2896 642 354

17 786E+05 132E+06 306 133 4353 439 173

21 103E+06 173E+06 363 129 3546 492 234

2 913E+04 198E+05 258 136 5292 394 121

7 319E+05 691E+05 390 058 1482 448 333

Desvio Padratildeo

(mm)

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

ATR Meacutedio

(mm)NUSACE

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Verifica-se na Tabela 49 que os valores de desvio padratildeo nos trechos monitorados

apresentaram-se extremamente elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos consequentemente os valores de coeficiente de variaccedilatildeo foram altos Estes

161

valores chegaram a estes patamares devido a valores baixos e equipamento impreciso para

este niacutevel de medida

Jaacute na Tabela 410 verifica-se que os valores de desvio padratildeo para o trecho da Avenida

Roraima ainda mostraram-se elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos a varias idades Estes valores foram altos devido a existecircncia de defeitos em

alguns pontos que originaram valores altos de ATR e como na meacutedia o trecho apresentou

baixos valores de ATR estes pontos provocaram a discrepacircncia no de desvio padratildeo e no

coeficiente de variaccedilatildeo

Com os dados das Tabelas 49 e 410 confeccionaram-se os graacuteficos da Figura 421

que apresentam o desenvolvimento do ATR nos trecircs trechos monitorados em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees acumulado equivalentes ao eixo padratildeo ao qual cada um dos trechos

foi submetido ateacute a data de cada levantamento Eacute apresentado tambeacutem na Figura 421 o

modelo de previsatildeo de desempenho dos ensaios com perfilocircmetro laser da Avenida Roraima

com seu valor de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) Natildeo seraacute apresentado modelo de previsatildeo

de desempenho para o trecho do Trevo dos Quarteacuteis uma vez que foram realizados apenas

dois levantamentos neste trecho

Jaacute na Avenida Heacutelvio Basso natildeo foi feito o modelo de previsatildeo de desempenho visto

que foi desconsiderado o ensaio de 9 meses pela incoerecircncia no desenvolvimento do ATR agrave

medida que o pavimento era solicitado Desta forma o modelo de previsatildeo de desempenho

natildeo representaria adequadamente o desenvolvimento do ATR no pavimento

-100

000

100

200

300

400

500

600

700

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Perfilocircmetro Laser

Roraima Treliccedila

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Heacutelvio Basso

Perfilocircmetro Laser

Heacutelvio Basso

Treliccedila

Meacutedia plusmn DP Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Perfilocircmetro Laser

Meacutedia plusmn DP Trevo

dos Quarteacuteis

Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo

012010411 6

AASHTOR NATR

Rsup2 = 073

162

Avaliando o comportamento dos ATRs mostrados nos graacuteficos da Figura 421 eacute

possiacutevel dizer que os trechos da Avenida Roraima e Trevo dos Quarteacuteis estatildeo ateacute o momento

com um comportamento esperado de aumento no valor de ATR agrave medida que o pavimento eacute

solicitado Em contrapartida o comportamento do ATR da Avenida Heacutelvio Basso eacute

inesperado justamente pelo valor meacutedio de ATR encontrado no primeiro levantamento a laser

que mostrou um valor superior aos outros dois levantamentos

Para comparar os valores encontrados em campo com os obtidos no modelo de

previsatildeo de desempenho para Avenida Roraima e verificar se o modelo estaacute representando

adequadamente o comportamento do ATR no trecho fez-se o graacutefico da Figura 422 que

relaciona tais valores Quanto mais proacuteximo da reta de 45ordm estiverem os pontos mais os

resultados encontrados no modelo condizem com os obtidos em campo

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

000 020 040 060 080 100 120 140 160 180 200

AT

R C

alc

ula

do (

mm

)

ATR Observado (mm)

Roraima

Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR

Eacute possiacutevel verificar na Figura 422 que o modelo encontrado para a Avenida Roraima

estaacute representando adequadamente os valores conseguidos nos ensaios de campo uma vez

que estatildeo bem proacuteximos da reta de 45ordm Aleacutem da Figura 422 que verifica a coerecircncia entre os

valores encontrados no modelo e os resultados encontrados em campo foi confeccionada a

Tabela 411 que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho para os ensaios realizados

163

com perfilocircmetro laser com seus respectivos valores de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) e

erro padratildeo de estimativa (p)

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

AASHTO 073 0240

USACE 072 0240Avenida Roraima

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima 012010411 6

AASHTORNATR

003010949 7

USACERNATR

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 e p mostrados na Tabela 411 comprovam que os modelos de

previsatildeo de desempenho estatildeo representando de forma adequada os valores medidos uma vez

que os valores de Rsup2 deram altos e p relativamente baixos Com os modelos de ATR jaacute

definidos verificaram-se quais os modelos da literatura mais se aproximaram a este estudo

tanto no que diz respeito agrave caracteriacutestica dos trechos como tambeacutem o comportamento dos

modelos Assim foi possiacutevel produzir os graacuteficos da Figura 423 que comparam os modelos de

previsatildeo de desempenho para ATR encontrados neste estudo com os existentes na literatura

Observa-se na Figura 423 que o modelo da Avenida Roraima mostra um

comportamento com menores valores de ATR poreacutem com maior taxa de variaccedilatildeo do ATR em

relaccedilatildeo aos demais modelos de previsatildeo de desempenho usados na comparaccedilatildeo Estes valores

inferiores encontrados na Avenida Roraima podem ter ocorrido devido agrave pequena espessura

da mistura asfaacuteltica nova colocada no trecho e pela consolidaccedilatildeo jaacute existente no trecho uma

vez que se trata de um trecho antigo fazendo com que natildeo ocorresse uma deformaccedilatildeo mais

acentuada na mesma obtendo valores de ATR baixos Jaacute o aumento mais proeminente do

ATR agrave medida que o pavimento eacute solicitado pode ter ocorrido devido ao alto teor de ligante

asfaacuteltico utilizado na mistura que foi 615 causando assim uma instabilidade na mistura e

aumento mais acelerado da deformaccedilatildeo permanente

164

000

050

100

150

200

250

300

350

400

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Vitorello (2008)

Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO

A utilizaccedilatildeo de forma segura e eficaz com estabilidade e conforto das vias onde os

usuaacuterios deslocam-se diariamente de um local para outro seja transportando mercadorias ou

indo para o trabalho passa por bom estado de conservaccedilatildeo das estruturas viaacuterias com

quantidades baixas de defeitos e irregularidades nos pavimentos Uma das formas de ponderar

as condiccedilotildees dos pavimentos eacute atraveacutes da avaliaccedilatildeo visual com apontamento dos defeitos que

o pavimento apresenta e posteriormente o caacutelculo do Iacutendice de Gravidade Global

Aleacutem do IGG que cada pavimento apresentou em cada levantamento este estudo

calculou ainda a evoluccedilatildeo percentual de aacuterea trincada que o pavimento passou a ter agrave medida

que foi solicitado Tais dados foram colocados na Tabela 412 que mostra os valores de IGG e

percentagem de aacuterea trincada bem como os periacuteodos de ensaio e o nuacutemero de solicitaccedilotildees

acumuladas equivalente ao eixo padratildeo de 82tf em cada mediccedilatildeo Ao mesmo tempo com

estes dados foram montados os graacuteficos da Figura 424

165

Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 182 017

6 179E+05 257E+05 2370 372

13 388E+05 557E+05 4539 777

19 569E+05 812E+05 4810 853

25 749E+05 107E+06 5323 1698

1 435E+04 736E+04 000 000

7 299E+05 505E+05 1130 000

13 638E+05 107E+06 641 000

19 934E+05 157E+06 1108 002

1 464E+04 101E+05 496 000

6 274E+05 594E+05 916 083

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO IGG

Aacuterea

Trincada NUSACE

-05

25

55

85

115

145

175

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima IGG

Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada

Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo

93710936 5

AASHTOR NIGG

Rsup2 = 087

95210888 6

AASHTOHB NIGG

Rsup2 = 043

60010102 5

AASHTOR NTRI

Rsup2 = 093

166

Observando a Figura 424 eacute possiacutevel verificar que na Avenida Roraima houve um

aumento maior no valor do IGG nos periacuteodos iniciais justamente pelo aparecimento das

trincas isoladas passando de um IGG classificado como bom para regular segundo a norma

do DNIT PRO 0062003 em um periacuteodo de um ano permanecendo com esta classificaccedilatildeo ateacute

o momento O aumento significativo no valor de IGG logo no primeiro ano de uso do trecho

pelo traacutefego foi devido ao surgimento e evoluccedilatildeo das fissuras do tipo FC-I para FC-III e

como a avaliaccedilatildeo da qualidade do pavimento atraveacutes do IGG leva em consideraccedilatildeo o fator de

ponderaccedilatildeo de cada defeito enquanto tais fissura natildeo evoluiacuterem para um buraco por

exemplo o valor do IGG natildeo sofreraacute grandes alteraccedilotildees

Jaacute a aacuterea trincada teve um crescimento maior nos periacuteodos chuvosos entre os meses

de junho e dezembro de 2013 e junho de 2014 e janeiro de 2015 ensaios de 6 agrave 13 e 19 agrave 25

meses respectivamente Nestes periacuteodos o aumento da aacuterea trincada foi respectivamente de

52 e 50 Na Avenida Heacutelvio Basso a variaccedilatildeo no valor do IGG ocorreu principalmente

em funccedilatildeo do valor de ATR uma vez que os defeitos do tipo trincamento soacute surgiram

aproximadamente 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego Logo a classificaccedilatildeo do IGG da via

ateacute o momento eacute de estado oacutetimo segundo a norma do DNIT PRO 0062003

Observa-se tambeacutem na Figura 424 que o IGG bem como o percentual de aacuterea

trincada na Avenida Roraima eacute bem superior aos outros dois trechos Esse valor superior deve

ter ocorrido por se tratar de um trecho onde foi colocada uma camada asfaacuteltica nova sobre

outra camada asfaacuteltica antiga com alto grau de degradaccedilatildeo sem nenhum tratamento anti-

reflexatildeo de trincas fazendo com que houvesse o surgimento prematuro de trincas na

superfiacutecie do pavimento novo da Avenida Roraima o que natildeo aconteceu nos outros dois

trechos monitorados que satildeo de implantaccedilatildeo

Na Figura 424 eacute possiacutevel verificar tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho

para o IGG encontrado para a Avenida Roraima e Avenida Heacutelvio Basso Foi feito tambeacutem o

modelo de previsatildeo de desempenho para a percentagem de aacuterea trincada apenas para a

Avenida Roraima jaacute que na Avenida Heacutelvio Basso esta no iniacutecio de trincamento aos 19 meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do trecho ao traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis foram realizados apenas dois

levantamentos de defeitos

Para verificar o quatildeo representativo estatildeo sendo os modelos encontrados foi

confeccionada a Figura 425 que compara os valores encontrados durante os ensaios para IGG

e aacuterea trincada com os valores calculados para IGG e aacuterea trincada

167

00 20 40 60 80 100 120 140 160 180

00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

00

100

200

300

400

500

600

700

00 100 200 300 400 500 600 700

Aacuterea Trincada Observada ()

Aacutere

a T

rin

cad

a C

alc

ula

da (

)

IGG

Ca

lcu

lad

o

IGG Observado

Heacutelvio Basso IGG Roraima IGG Roraima Aacuterea Trincada

Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada

Observando a Figura 425 verifica-se que os modelos de previsatildeo de desempenho para

os trechos monitorados representa bem as expectativas previstas para os trechos em relaccedilatildeo

aos dois paracircmetros estudados neste item Aleacutem da Figura 425 fez-se tambeacutem a Tabela 413

que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho do IGG para as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso e o modelo para Avenida Roraima para o paracircmetro de percentagem de aacuterea

trincada do trecho Tal tabela apresenta tambeacutem os valores de coeficiente de determinaccedilatildeo e

erro padratildeo de estimativa para cada modelo encontrado

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e

p

Meacutetodo Rsup2 p

087 1383

093 158

043 696

087 1367

093 167

043 695Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado

AASHTO

USACEAvenida Roraima

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima93710936 5

AASHTORNIGG

60010102 5

AASHTORNTRI

95210888 6

AASHTOHBNIGG

77710874 5

USACERNIGG

63010471 5

USACERNTRI

92210315 6

USACEHBNIGG

168

Onde IGG = Iacutendice de Gravidade Global do trecho analisado

TRI = Percentagem de Aacuterea Trincada ()

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

A Tabela 413 confirma que os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

simulam de forma satisfatoacuteria as expectativas de comportamento esperados nos trechos

monitorados Os valores de Rsup2 mostraram-se relativamente altos para os modelos encontrados

para Avenida Roraima e valor mediano para o modelo da Avenida Heacutelvio Basso poreacutem

satisfatoacuterio para confiabilidade no modelo

Jaacute os valores de p para os modelos de IGG ficaram um pouco elevados podendo

interferir na classificaccedilatildeo de um pavimento que estaacute oacutetimo ou bom onde a faixa de

classificaccedilatildeo eacute pequena No entanto nas classificaccedilotildees mais importantes de um pavimento

rodoviaacuterio que satildeo as classificaccedilotildees onde o pavimento jaacute deveria sofrer alguma intervenccedilatildeo

devido ao niacutevel de deterioraccedilatildeo os modelos poderatildeo mostrar-se coerentes com o que iraacute

acontecer com o pavimento uma vez que a faixa de classificaccedilatildeo eacute maior reduzindo a

possibilidade de erros de enquadramento

O valor de erro padratildeo de estimativa para o modelo de percentagem de aacuterea trincada

encontrado para Avenida Roraima apresentou-se baixo aprovando a confianccedila na utilizaccedilatildeo

de tal modelo que representou bem os valores observados no trecho para cada um dos

levantamentos realizados Com a confirmaccedilatildeo da possibilidade de utilizaccedilatildeo dos modelos

realizaram-se os graacuteficos da Figura 426 que mostra os modelos encontrados nos trechos

estudados e aqueles apresentados na literatura

169

00

40

80

120

160

200

240

00

100

200

300

400

500

600

700

800

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Ind

ice

de

Gra

vid

ad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG Marcon (2004) IGG

Roraima Aacuterea Trincada Basilio (2002) Aacuterea Trincada

Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada

Na Figura 426 verifica-se que o modelo de previsatildeo de desempenho para o IGG da

Avenida Heacutelvio Basso estaacute de acordo com o esperado em comparaccedilatildeo com o encontrado por

Marcon (2004) poreacutem o modelo da Avenida Roraima exibiu uma taxa de aumento no valor

do IGG muito acentuada devido agrave caracteriacutestica da via e fatores que aceleraram o surgimento

dos defeitos Jaacute o modelo de previsatildeo de desempenho para percentagem de aacuterea trincada da

Avenida Roraima teve um comportamento bem semelhante ao observado por Basiacutelio (2002)

com valores um pouco superiores tambeacutem devido aos mesmos fatores jaacute mencionados

47 DEFLEXAtildeO

Para os modelos de deflexatildeo utilizaram-se os dados obtidos atraveacutes dos ensaios

realizados com Viga Benkelman e FWD nos periacuteodos descritos nos itens 337 e 338 Com

estes dados foi possiacutevel obter os valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima desvio padratildeo e

170

coeficiente de variaccedilatildeo em cada um dos periacuteodos de levantamentos Realizou-se tambeacutem o

caacutelculo dos valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) em cada periacuteodo do ensaio e assim foi

encontrada uma faixa de aceitaccedilatildeo dos valores de deflexatildeo atraveacutes da meacutedia mais o desvio

padratildeo e a meacutedia menos o desvio padratildeo Os valores encontrados para a Avenida Roraima nos

ensaios realizados com a Viga Benkelman e FWD estatildeo apresentados na Tabela 414

Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 8173 2305 2820 10478 5868

1 303E+04 436E+04 7866 1880 2390 9746 5986

6 179E+05 257E+05 9252 1962 2121 11214 7290

13 388E+05 557E+05 9062 2475 2731 11537 6587

20 598E+05 854E+05 7152 1512 2114 8664 5640

23 688E+05 981E+05 7068 1651 2336 8719 5417

27 809E+05 115E+06 7138 1095 1534 8233 6043

2 597E+04 858E+04 6762 1853 2740 8615 4909

14 418E+05 600E+05 5166 1209 2340 6375 3958

23 688E+05 981E+05 4859 945 1944 5804 3914

27 809E+05 115E+06 4941 121 2453 6152 3729

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Viga

Benkelman

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

A partir dos dados da Tabela 414 foi possiacutevel a confecccedilatildeo dos graacuteficos apresentados

na Figura 427 onde estaacute demostrado o comportamento da deflexatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero

equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo Estatildeo apresentados ainda os modelos de previsatildeo

de desempenho encontrados para a deflexatildeo maacutexima com Viga Benkelman e FWD

Recomenda-se a utilizaccedilatildeo de tais modelos para um traacutefego de ateacute 809x105 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que eacute o traacutefego que solicitou o trecho monitorado ateacute o ultimo

ensaio acima deste traacutefego pode-se encontrar resultados improacuteprios com o esperado

Eacute possiacutevel observar na Figura 427 que haacute uma grande variaccedilatildeo na faixa de aceitaccedilatildeo

dos resultados principalmente para o ensaio realizado com Viga Benkelman ou seja o desvio

padratildeo das leituras realizadas se apresentou relativamente alto como pode ser visualizado na

Tabela 414 Isso ocorreu pelo fato de se tratar de um trecho onde foi executada uma

restauraccedilatildeo sem qualquer cuidado em realizar uma fresagem ou ateacute mesmo uma operaccedilatildeo tapa

buracos adequada antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico causando

variaccedilotildees altas entre cada ponto de ensaio

171

0 5 10 15 20 25 30 35

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)D

efle

xatilde

o D

0(1

0 ˉ

sup2mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima

Observa-se ainda que ateacute o momento do uacuteltimo levantamento houve uma reduccedilatildeo no

valor de deflexatildeo em relaccedilatildeo ao primeiro ensaio isso aconteceu nos ensaios realizados com os

dois equipamentos comprovando assim que houve uma reduccedilatildeo nos valores de deflexatildeo Essa

reduccedilatildeo pode ter ocorrido por um enrijecimento da estrutura agrave medida que o pavimento foi

solicitado principalmente pelo enrijecimento da mistura asfaacuteltica que sofre oxidaccedilatildeo ao longo

do tempo deixando a camada menos susceptiacutevel a deformaccedilotildees

Poreacutem para melhor conclusatildeo sobre o comportamento deste pavimento frente agrave

solicitaccedilatildeo do traacutefego se faz necessaacuterio um periacuteodo de observaccedilotildees mais longo jaacute que a

literatura mostra que com o passar do tempo a tendecircncia eacute ocorrer um aumento nas deflexotildees

Natildeo se pode afirmar tambeacutem que essa reduccedilatildeo eacute um indicativo de melhora na qualidade da

estrutura do trecho pois pelo fato de os valores de desvio padratildeo no ensaio com Viga

Benkelman estarem na ordem de 20 deacutecimos de miliacutemetro esta reduccedilatildeo no valor de deflexatildeo

estaacute dentro desta faixa de desvio padratildeo podendo ateacute mesmo natildeo ser considerada como uma

reduccedilatildeo real nos valores de deflexatildeo

Jaacute a Tabela 415 apresenta os valores obtidos nos ensaios com FWD e Viga

Benkelman na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem com os paracircmetros de deflexatildeo maacutexima meacutedia

das leituras desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como os dados dos nuacutemeros de

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 065

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

Rsup2 = 10

172

solicitaccedilotildees em cada periacuteodo de levantamento Com os dados da Tabela 415 realizaram-se os

graacuteficos apresentados na Figura 428 com seus respectivos modelos de previsatildeo de

desempenho para os ensaios realizados com FWD e Viga Benkelman

Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 5686 1365 2401 7051 4321

1 435E+04 736E+04 7223 658 910 7881 6565

7 299E+05 505E+05 5023 539 1074 5562 4483

14 736E+05 124E+06 6965 977 1402 7942 5989

17 835E+05 140E+06 5722 465 813 6187 5257

21 103E+06 173E+06 4332 616 1421 4948 3717

9 391E+05 661E+05 3727 332 892 4059 3394

17 835E+05 140E+06 4669 319 683 4988 4350

21 103E+06 173E+06 3519 295 840 3815 3224

NUSACE

Viga

Benkelman

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)

0 5 10 15 20 25

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 428 Deflexotildees medidas Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso

Assim como para Avenida Roraima os modelos para este trecho tem um limite de

utilizaccedilatildeo recomendado para o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 103x106 e como o

modelo para o FWD foi obtido com dados de apenas trecircs ensaios sendo que o primeiro foi

realizado nove meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deve-se ter cautela ao utilizaacute-lo

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 025

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFW D NNDEF

Rsup2 = 10

173

Observa-se nos graacuteficos da Figura 428 que haacute uma variaccedilatildeo nos valores das

deflexotildees com uma queda nos valores de deflexatildeo principalmente nos ensaios realizados

com a Viga Benkelman a partir dos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta reduccedilatildeo nos

valores ocorre por um aumento na rigidez das camadas que compotildeem o pavimento passando

a dar uma maior resistecircncia ao deslocamento quando solicitado pelo traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis realizaram-se os mesmos procedimentos que nos trechos

apresentados anteriormente com os dados obtidos com Viga Benkelman e FWD encontrando-

se os valores apresentados na Tabela 416 Esta tabela deu origem aos graacuteficos mostrados na

Figura 429 com o modelo apenas dos ensaios com Viga Benkelman uma vez que foram

feitos apenas dois levantamentos deflectomeacutetricos com o FWD natildeo sendo significativo para a

apresentaccedilatildeo de um modelo de previsatildeo de desempenho

Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 5807 904 1557 6712 4903

3 136E+05 295E+05 7016 766 1092 7782 6251

7 319E+05 691E+05 5334 894 1676 6228 4440

3 136E+05 295E+05 5870 539 918 6409 5331

7 319E+05 691E+05 4213 379 900 4593 3834

Viga

Benkelman

FWD

NAASHTO

Periodo Ensaio

(meses)

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

0 2 4 6 8 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 10

174

Da mesma forma que nos outros dois trechos monitorados houve uma reduccedilatildeo nos

valores de deflexatildeo agrave medida que a estrutura foi solicitada poreacutem neste caso a reduccedilatildeo pode

ter ocorrido devido a um periacuteodo de consolidaccedilatildeo da estrutura do pavimento Nos

levantamentos realizados tanto com a Viga Benkelman quanto com o FWD esta reduccedilatildeo foi

bastante significativa se comparado o ensaio realizado nos periacuteodos de trecircs e sete meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego

Para o modelo encontrado referente aos levantamentos com a Viga Benkelman eacute

recomendado utilizar um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo natildeo superior a

319x105 neste modelo uma vez que o tempo de monitoramento desta via foi curto para coleta

de mais dados e por consequecircncia para ter um modelo de previsatildeo de desempenho mais

preciso

Apoacutes a apresentaccedilatildeo e anaacutelise dos valores de deflexatildeo maacutexima encontrados nos trecircs

trechos monitorados vale mencionar neste momento que em todos os casos os valores

meacutedios de deflexatildeo encontrados com FWD foram menores que os valores meacutedios encontrados

com Viga Benkelman Estes valores mostraram-se menores devido a maior precisatildeo na

obtenccedilatildeo dos dados com FWD uma vez que quando realizado o ensaio com Viga Benkelman

sempre haacute um momento durante o procedimento de posicionamento e preparaccedilatildeo para o

ensaio em que o caminhatildeo inicia um carregamento inadequado para a obtenccedilatildeo dos dados

pegando assim aleacutem da deformaccedilatildeo elaacutestica uma parcela viscosa da deformaccedilatildeo Jaacute com o

FWD eacute obtido apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas

Para verificar se os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados para cada trecho

estatildeo de acordo com os valores encontrados em campo foi desenvolvido o graacutefico da Figura

430 onde eacute realizado uma comparaccedilatildeo dos valores observados em campo com os valores

calculados atraveacutes dos modelos de previsatildeo de desempenho

Analisando a Figura 430 eacute possiacutevel verificar que a grande maioria dos valores natildeo

estaacute perfeitamente em cima da linha o que significa que os modelos de previsatildeo de

desempenho natildeo satildeo perfeitos poreacutem representam satisfatoriamente o comportamento

encontrado em campo Uma observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo aos modelos

encontrados atraveacutes dos ensaios com FWD que obtiveram valores extremamente proacuteximos

aos valores obtidos em campo posicionando os pontos mostrados na Figura 430 em cima da

linha

175

30

40

50

60

70

80

90

100

30 40 50 60 70 80 90 100

Def

lax

atildeo

Ca

lcu

lad

a (

10

ˉsup2m

m)

Deflexatildeo Observada (10 ˉsup2mm)

Roraima VB

Roraima FWD

Heacutelvio Basso

VB

Heacutelvio Basso

FWD

Trevo dos

Quarteacuteis VB

Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo

A Tabela 417 mostra resumidamente os modelos encontrados em cada trecho para os

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro

Padratildeo de Estimativa (p)

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (10macrsup2mm)

065 596

10 010

025 1078

10 107

10 020

065 594

10 007

024 1079

10 018

10 010

AASHTO

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

USACE

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

FWD

Trecho Monitorado

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Viga Benkelman

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

81811085210683 5211

USACEUSACEVB NNDEF

56711082410522 5211

USACEUSACEFWD NNDEF

57461032110771 4210

USACEUSACEVB NNDEF

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

16121004110434 4211

USACEUSACEFWD NNDEF

70601021110111 5211

USACEUSACEVB NNDEF

Onde DEFVB = deflexatildeo maacutexima determinada com a Viga Benkelman (10-2

mm)

DEFFWD = deflexatildeo maacutexima determinada com o FWD (10-2

mm)

176

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (10-2

mm)

O Erro Padratildeo de Estimativa (p) mostra a variaccedilatildeo que existe entre os valores obtidos

com os ensaios em campo e os valores obtidos com o modelo Assim os valores que chamam

a atenccedilatildeo na Tabela 415 satildeo para o modelo de previsatildeo de desempenho encontrado com Viga

Benkelman para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso onde tal variaccedilatildeo foi mais elevada

chegando num p de 1079x10-2

mm para Avenida Heacutelvio Basso

Como grande parte da literatura apresenta modelos de previsatildeo de desempenho onde

os valores de deflexatildeo maacutexima foram obtidos com Viga Benkelman foram confeccionados os

graacuteficos da Figura 431 para os modelos de deflexatildeo maacutexima encontrados com Viga

Benkelman nos trecircs trechos monitorados Fez-se ainda uma comparaccedilatildeo destes modelos com

os encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) onde eacute mostrado o

comportamento das deflexotildees em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura

177

Observa-se na Figura 431 que o modelo encontrado para Avenida Heacutelvio Basso estaacute

de acordo com os encontrados por Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) com resultados bem

proacuteximos Eacute possiacutevel mencionar ainda que o modelo da Avenida Roraima apresentou valores

bem superiores aos demais pelo fato de ser um trecho onde ocorreu uma restauraccedilatildeo de forma

inadequada com espessuras insuficientes como seraacute mostrada no item 49 de anaacutelise

estrutural dos trechos

Como mencionado anteriormente pelo fato de o tempo de monitoramento do Trevo

dos Quarteacuteis ter sido bastante curto seu modelo de previsatildeo de desempenho natildeo apresenta

uma precisatildeo adequada do comportamento estrutural com o passar do tempo o que estaacute bem

em evidecircncia no graacutefico da Figura 431

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE

Atraveacutes da obtenccedilatildeo das bacias de deflexotildees com Viga Benkelman e FWD na Avenida

Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis realizou-se o procedimento de

retroanaacutelise para estimativa dos moacutedulos de resiliecircncia em cada camada que compotildee cada

uma das vias Tais moacutedulos foram inferidos com a utilizaccedilatildeo do software BAKFAA e

utilizando os valores das bacias de deflexotildees jaacute corrigidas para uma temperatura de 25ordmC bem

como os valores de coeficiente de Poisson mencionados no item 339 Para obter os valores

de moacutedulo de resiliecircncia de cada uma das camadas do pavimento com a maior precisatildeo

possiacutevel adotou-se como metodologia de parada quando se alcanccedilasse o menor valor

quadraacutetico meacutedio (RMS) possiacutevel apresentado no software em cada uma das bacias

retroanalisadas Para a Avenida Roraima os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia de cada

camada estatildeo apresentados na Tabela 418 e na Figura 432

178

Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 2390 122 187

1 303E+04 436E+04 4321 1178 52 255

6 179E+05 257E+05 4701 1330 383 62

13 388E+05 557E+05 4307 1023 71 199

20 598E+05 854E+05 4276 1023 81 165

23 688E+05 981E+05 4309 1198 52 211

27 809E+05 115E+06 4102 1013 71 207

2 597E+04 858E+04 2816 913 79 340

14 418E+05 600E+05 3881 1562 100 374

23 688E+05 981E+05 4910 2208 125 295

27 809E+05 115E+06 3580 1390 165 263

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Rev Novo

(MPa)

MR Rev Antigo

(MPa)

MR Base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

MonitoradoNUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Rev Novo VB

Rev Novo FWD

Rev Antigo VB

Rev Antigo FWD

Base VB

Base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Roraima

Na Figura 432 verifica-se para a camada de revestimento novo uma constacircncia nos

valores de MR nos ensaios realizados com Viga Benkelman Jaacute no ensaio com FWD os

valores de MR sofreram um aumento constante durante os trecircs primeiros levantamentos com

uma queda acentuada no quarto ensaio Esta diferenccedila de comportamento entre os MRs dos

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD se daacute devido a maior precisatildeo na obtenccedilatildeo

dos dados com o FWD que mede apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas do pavimento Tal fato eacute

179

ideal para a obtenccedilatildeo dos valores de deflexatildeo nos ensaios e por conseguinte para o MR das

camadas mostrando assim a evoluccedilatildeo na capacidade do material de deformar absorver essa

energia de deformaccedilatildeo e retornar a posiccedilatildeo inicial o que natildeo aconteceu na retroanaacutelise dos

dados obtidos com Viga Benkelman O aumento nos trecircs primeiros ensaios realizados com

FWD deve ter ocorrido em funccedilatildeo de um possiacutevel acreacutescimo na rigidez da mistura asfaacuteltica

devido ao envelhecimento da mistura A queda no valor do moacutedulo possivelmente ocorreu

pelo aumento da quantidade e severidade dos defeitos reduzindo assim a capacidade

estrutural da mistura

Jaacute a camada antiga de revestimento teve uma queda no valor de MR do ensaio

realizado antes do recapeamento em relaccedilatildeo aos realizados apoacutes o recapeamento e liberaccedilatildeo

ao traacutefego com Viga Benkelman Poreacutem a obtenccedilatildeo dos valores de MR no primeiro

levantamento se deu atraveacutes da meacutedia dos valores de retroanaacutelise de apenas seis bacias de

deflexatildeo o que pode ter alterado os valores reais de MR da camada de revestimento antigo de

todo o trecho mostrando assim valores mais altos para esta camada

Os moacutedulos obtidos para o revestimento antigo com os dados dos ensaios de FWD

mostraram um comportamento semelhante aos conseguidos para o revestimento novo Tal

comportamento pode ser explicado pela hipoacutetese de que como a retroanaacutelise leva em conta

toda a estrutura para realizar as anaacutelises e como o revestimento novo teve o comportamento

de inicialmente aumentar e posteriormente retrair o revestimento antigo seguiu o mesmo

comportamento por ter caracteriacutesticas semelhantes

Observa-se tanto na Tabela 418 como na Figura 432 valores de MR na camada de

Base abaixo do esperado tanto para a retroanaacutelise dos dados de Viga Benkelman como para

os dados de FWD Este valor baixo deve ter ocorrido devido a grande contaminaccedilatildeo por finos

que a camada estava apresentando Foi possiacutevel verificar esta contaminaccedilatildeo pois se realizou a

coleta e avaliaccedilatildeo do material que estava empregado nesta camada Verificou-se ainda valores

relativamente altos de MR para camada de subleito na ordem de 180 MPa Poreacutem Ribas

(2014) encontrou valores semelhantes nas retroanaacutelises realizadas com dados de deflexatildeo

obtidos em rodovias do Rio Grande do Sul

Para a Avenida Heacutelvio Basso os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia conseguidos

com retroanaacutelise de cada uma das camadas para as bacias de deflexatildeo obtidas nos ensaios

com Viga Benkelman e FWD estatildeo mostrados na Tabela 419 O comportamento dos

moacutedulos de resiliecircncia com o passar do tempo e agrave medida que o pavimento foi solicitado estatildeo

apresentados na Figura 433

180

Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 4276 255 501 195

1 435E+04 736E+04 4084 245 365 120

7 299E+05 505E+05 4203 413 621 142

14 736E+05 124E+06 4094 301 614 69

17 835E+05 140E+06 4026 304 398 144

21 103E+06 173E+06 4249 549 463 212

9 391E+05 661E+05 6477 617 603 163

17 835E+05 140E+06 6706 634 399 167

21 103E+06 173E+06 6983 671 587 206

MR Sub base

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

Monitorado

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Heacutelvio Basso

Pode-se observar da Figura 433 que haacute uma constacircncia nos valores de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas que compotildeem o pavimento com o passar do tempo Essa

constacircncia se daacute devido a uma compactaccedilatildeo adequada nas camadas de solo e granulares

subjacentes ao revestimento Na camada de revestimento a constacircncia nos valores de MR se

daacute devido a um envelhecimento natildeo muito acentuado simultaneamente com o natildeo

181

aparecimento de trincas fazendo com que natildeo aumentasse nem reduzisse os valores nestes

meses de observaccedilatildeo

Observam-se ainda valores de MR condizentes com o encontrado na literatura nos

encontrados no laboratoacuterio e como no estudo realizado por Ribas (2014) tanto na camada de

solo quanto nas camadas granulares e de revestimento asfaacuteltico A coerecircncia dos valores

encontrados nos moacutedulos de resiliecircncia deste trecho com o da literatura se daacute devido a uma

adequada construccedilatildeo de cada uma das camadas com suas respectivas teacutecnicas

Vale salientar ainda que os valores de MR encontrados para o revestimento asfaacuteltico

dos ensaios com FWD mostraram-se aproximadamente 39 maiores do que os encontrados

com Viga Benkelman Este valor maior ocorreu devido a valores de deflexatildeo menores

encontrados no ensaio com FWD

No trevo dos Quarteacuteis os valores meacutedios de MR encontrados para cada camada nos

trecircs ensaios realizados com Viga Benkelman e para os dois ensaios realizados com FWD

estatildeo apresentados na Tabela 420

Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 3064 193 337 285

3 136E+05 295E+05 2786 134 176 252

7 319E+05 691E+05 3304 425 170 195

3 136E+05 295E+05 3093 382 184 221

7 319E+05 691E+05 3200 556 445 285

NUSACETrecho

Monitorado

Viga

Benkelman

FWD

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Sub base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Uma observaccedilatildeo que deve ser salientada na visualizaccedilatildeo da Tabela 420 eacute com relaccedilatildeo

aos valores de MR obtidos para o subleito relativamente altos para uma camada composta por

uma argila com as caracteriacutesticas apresentadas neste trecho Poreacutem para a realizaccedilatildeo da

retroanaacutelise natildeo foi considerada a camada de reforccedilo do subleito em pedra detonada como

uma camada isolada do subleito ambas foram consideradas como uma camada do sistema

subleito composta pela camada de argila e a pedra detonada colocadas como reforccedilo do

subleito por isso o surgimento de valores mais elevados

Para melhor visualizaccedilatildeo do comportamento dos moacutedulos em cada camada foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 434 com os valores de moacutedulo de resiliecircncia em funccedilatildeo

do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo de 82tf

182

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no

Trevo dos Quarteacuteis

O comportamento dos valores de MR de todas as camadas agrave medida que o pavimento

foi solicitado obtidos com Viga Benkelman e FWD mostraram-se constantes ao longo do

tempo Deve ter acontecido esta constacircncia devido ao curto periacuteodo de tempo de

monitoramento do trecho uma vez que foi realizado o ultimo levantamento apenas sete meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

Realizando uma comparaccedilatildeo entre os valores de moacutedulo de resiliecircncia encontrados

para os trecircs trechos monitorados observa-se que para os ensaios com Viga Benkelman os

moacutedulos de resiliecircncia para o revestimento novo da Avenida Roraima e o revestimento da

Avenida Heacutelvio Basso resultaram bem semelhantes na ordem de 4300 MPa Acredita-se que

esta semelhanccedila se daacute devido a mistura asfaacuteltica ter sido feita pela mesma empresa em ambos

os trechos com agregados da mesma jazida e com arranjo granulomeacutetrico com caracteriacutesticas

parecidas e ligantes de comportamentos semelhantes Jaacute a mistura asfaacuteltica do Trevo dos

Quarteacuteis obteve um valor de MR na ordem de 3200 MPa que eacute um pouco inferior a dos

outros dois trechos monitorados

Para a camada de base a uacutenica que apresentou valores um pouco inferiores foi a base

em BGS da Avenida Roraima que teve valores em torno de 100 MPa por ser uma camada

183

antiga contaminada por finos os outros dois trechos jaacute mostraram valores na ordem de 300

MPa como na pesquisa de Ribas (2014) Para a camada de subleito as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso obtiveram valores em torno de 150 MPa o que tambeacutem condiz com o

apresentado em outros estudos Somente o subleito do Trevo dos Quarteacuteis exibiu valores mais

altos justamente por ter sido considerado como um sistema subleito

Realizando a mesma anaacutelise poreacutem agora com os valores de MR obtidos pelos dados

dos ensaios realizados com FWD haacute um disparidade nos valores de MR das camadas de

revestimento asfaacuteltico dos trecircs trechos que apresentam valores mais altos para a Avenida

Heacutelvio Basso na ordem de 6700 MPa medianos para Avenida Roraima 4200 MPa e um

pouco mais baixos no Trevo dos Quarteacuteis em torno de 3200 MPa O uacutenico que se sobressaiu

neste comparativo foram os valores para a Avenida Heacutelvio Basso que foram bem superiores

para os ensaios com FWD do que para os ensaios com Viga Benkelman poreacutem o motivo

desta variaccedilatildeo jaacute foi justificado anteriormente

Os valores de MR nas camadas de base obtidos com os dados de FWD tiveram o

mesmo comportamento que os conseguidos a Viga Benkelman para cada trecho com exceccedilatildeo

do valor para base da Avenida Heacutelvio Basso com valores mais altos na faixa de 630 MPa

Acredita-se que da mesma forma que os valores de MR do revestimento apresentaram valores

mais elevados para os dados obtidos com FWD neste trecho os valores de MR para base

tambeacutem tiveram valores mais altos pelo mesmo motivo Para o subleito o comportamento dos

valores de MR em cada trecho foi o mesmo para os obtidos com Viga Benkelman com

valores em torno de 180 MPa para as Avenida Roraima e Heacutelvio Basso e de 250 MPa para o

Trevo dos Quarteacuteis

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL

Neste item seratildeo apresentadas anaacutelises estruturais dos trecircs trechos monitorados atraveacutes

de anaacutelises mecanicistas com dados obtidos nos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman

uma vez que foi realizado apenas ensaios com este equipamento no primeiro mecircs de abertura

das vias ao traacutefego Seraacute mostrada ainda uma anaacutelise estrutural da espessura da camada

asfaacuteltica colocada na Avenida Roraima feita com a norma do DNER-PRO 0111979 de

restauraccedilatildeo do pavimento da via existente

184

491 Anaacutelise mecanicista

Para realizaccedilatildeo deste estudo selecionaram-se os valores de moacutedulo de resiliecircncia

obtidos atraveacutes da retroanaacutelise dos dados dos ensaios realizados com Viga Benkelman no

periacuteodo em que cada trecho havia sido utilizado durante um mecircs Foi utilizado como

ferramenta o software AEMCSisPav (2009) com carregamento do eixo padratildeo sendo eixo

simples de rodas duplas com inflaccedilatildeo dos pneus igual a 055MPa e carga de 8200 kg

Foram adotados os mesmos valores de Coeficiente de Poisson utilizados na

retroanaacutelise que foram de 030 para concreto asfaacuteltico segundo Specht (2004) 035 para

camadas granulares e 045 para subleitos de solos segundo Medina e Motta (2015) Com esta

anaacutelise mecanicista realizada com o software obteve-se a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo na

fibra inferior do revestimento (t) e a deformaccedilatildeo especiacutefica de compressatildeo no topo do

subleito (c) valores que foram aplicados nos modelos de fadiga e de deformaccedilatildeo permanente

buscados na literatura

Com estes dados foram realizadas seis simulaccedilotildees no software AEMCSisPav (2009)

as trecircs primeiras para obtenccedilatildeo dos valores das tensotildees de traccedilatildeo na fibra inferior do

revestimento e tensatildeo de compressatildeo no topo do subleito dos trecircs trechos monitorados com

aderecircncia total entre as camadas No caso especiacutefico da Avenida Roraima pegou-se a tensatildeo

de traccedilatildeo na fibra inferior do revestimento novo pois o antigo jaacute se encontrava bastante

deteriorado

As outras trecircs simulaccedilotildees foram realizadas com o mesmo objetivo poreacutem

considerando a natildeo aderecircncia entre as camadas Somente foi considerada aderida a camada

asfaacuteltica nova com a camada asfaacuteltica antiga da Avenida Roraima por se tratar de uma

interface de camada asfaacuteltica com camada asfaacuteltica Optou-se por realizar as simulaccedilotildees com

aderecircncia entre as camadas e sem aderecircncia entre as camadas que compotildeem o pavimento para

verificar a influecircncia de tal paracircmetro nas tensotildees e na previsatildeo de durabilidade do pavimento

Para avaliar o desempenho a fadiga foram utilizados os modelos de Franco (2007)

Pinto (1991) e da Federal Highway Administration ndash FHWA (2006) que satildeo os modelos mais

utilizados no meio acadecircmico Para a deformaccedilatildeo permanente o modelo empregado foi o

proposto pelo Asphalt Institute (1991)

Dando prosseguimento ao estudo inseriu-se no modelo de Franco (2007) que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 245 do item 23212 no modelo de Pinto (1991) que estaacute mostrado

na Equaccedilatildeo 251 do item 23214 e no modelo do FHWA (2006) que estaacute apresentado na

185

Equaccedilatildeo 260 do item 23217 as tensotildees de traccedilatildeo na base do revestimento para obtenccedilatildeo da

previsatildeo da vida de fadiga de cada um dos trechos No modelo proposto pelo Asphalt Institute

(1991) que estaacute na Equaccedilatildeo 253 do item 23215 inseriu-se as tensotildees de compressatildeo no

topo do subleito para obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo necessaacuterios para

causar a deformaccedilatildeo permanente maacutexima na estrutura

A Tabela 421 apresenta os valores de tensatildeo de traccedilatildeo na base das camadas asfaacutelticas

e tensatildeo de compressatildeo no topo dos subleitos bem como os valores de moacutedulo de resiliecircncia

da camada de revestimento necessaacuterio para o caacutelculo de alguns modelos Jaacute a Tabela 422

mostra os valores de N de Fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente em que modelos

mencionados preveem o momento que ocorreratildeo as rupturas dos pavimentos seja essa

ruptura pelo mecanismo de fadiga ou da deformaccedilatildeo permanente

Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC

Trechoεt

(10-6 m mm)

εc

(10-6 m mm)

MR Revestimento

(MPa)

Avenida Roraima Rev Novo 177 -263 4321

Avenida Heacutelvio Basso 251 -186 4084

Trevo dos Quarteacuteis 292 -236 3064

Avenida Roraima Rev Novo 207 -690 4321

Avenida Heacutelvio Basso 369 -610 4084

Trevo dos Quarteacuteis 414 -740 3064

Aderido

Natildeo Aderido

Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima 497E+05 603E+06 164E+07 137E+07

Avenida Heacutelvio Basso 194E+05 239E+06 481E+06 646E+07

Trevo dos Quarteacuteis 156E+05 162E+06 283E+06 223E+07

Avenida Roraima 320E+05 398E+06 947E+06 544E+09

Avenida Heacutelvio Basso 653E+04 863E+05 124E+06 943E+09

Trevo dos Quarteacuteis 584E+04 642E+05 830E+05 398E+09

NAASHTOTrecho

Aderido

Natildeo Aderido

Analisando a Tabela 422 eacute possiacutevel afirmar que ao realizar as simulaccedilotildees com as

camadas do pavimento natildeo aderidas a possibilidade de o pavimento romper por fadiga e natildeo

por deformaccedilatildeo permanente eacute bem maior pois eacute necessaacuterio um nuacutemero de solicitaccedilotildees bem

186

inferior para romper o pavimento por fadiga segundo os modelos utilizados para esta anaacutelise

Isso ocorre devido as camadas da estrutura do pavimento trabalharem de forma individual

absorvendo o carregamento e transmitindo uma menor parcela de tensatildeo para camada inferior

rompendo com uma maior tensatildeo de traccedilatildeo na base do revestimento e uma menor tensatildeo de

compressatildeo no topo do subleito

Aleacutem disso a grande maioria dos pavimentos brasileiros inclusive os trechos

estudados nesta pesquisa satildeo dimensionados pelo meacutetodo do CBR que protege o subleito

contra o carregamento fazendo com que as tensotildees de compressatildeo nesta camada sejam muito

baixas Assim os pavimentos brasileiros possuem uma possibilidade maior de romper por

fadiga do que por deformaccedilatildeo permanente

Jaacute quando foram realizadas as simulaccedilotildees com as camadas do pavimento totalmente

aderidas entre elas se tomado como base o modelo do FHWA (2006) e analisando a tensatildeo

na fibra inferior do revestimento da Avenida Roraima o pavimento chegaria a ruina pelo

mecanismo da deformaccedilatildeo permanente Isso ocorre devido agrave maior transferecircncia de tensatildeo de

compressatildeo entre as camadas uma vez que elas estatildeo trabalhando juntas como se fossem uma

estrutura uacutenica Poreacutem nos demais trechos a ruptura ainda seria pelo mecanismo de fadiga

mesmo com todas as camadas do pavimento aderidas Para melhor visualizar todas estas

observaccedilotildees foram realizados os graacuteficos da Figura 435

10E+03

10E+04

10E+05

10E+06

10E+07

10E+08

10E+09

10E+10

Av Roraima

Aderido

AvRoraima

Natildeo Aderido

Av Heacutelvio Basso

Aderido

Av Heacutelvio Basso

Natildeo Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Natildeo Aderido

Nuacute

mer

o d

e so

lici

taccedilotilde

es (

NA

AS

HT

O)

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos

187

Com os dados conseguidos atraveacutes de contagem de traacutefego dos trecircs trechos

monitorados e seguindo o mecanismo de ruptura adotado pela AASHTO que assume a perda

de serventia como criteacuterio de ruptura obteve-se o periacuteodo que a estrutura suportaria a

solicitaccedilatildeo real que ocorre em cada um dos trechos Para encontrar o periacuteodo em que o

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar

sua ruptura seria necessaacuterio conhecer as caracteriacutesticas do traacutefego e como ele se comporta

durante o dia

Um dos paracircmetros que natildeo foi possiacutevel medir foi o peso dos veiacuteculos devido a isso

foi adotado que 100 dos veiacuteculos estavam passando com carga maacutexima legal outro

paracircmetro adotado foi com relaccedilatildeo a taxa de crescimento anual que foi a encontrada para a

Avenida Roraima de 115 e para a Avenida Heacutelvio Basso de 1368 Para o Trevo dos

Quarteacuteis foi adotado a taxa de crescimento de 30 segundo recomendaccedilotildees do DNIT uma

vez que neste trecho foi realizada apenas uma contagem de traacutefego natildeo sendo possiacutevel assim

encontrar a taxa de crescimento anual Jaacute os paracircmetros de fator de sentido e fator climaacutetico

foram adotados de acordo com as caracteriacutesticas da via e da regiatildeo os demais foram

calculados atraveacutes dos dados obtidos nas contagens de traacutefego realizados nos trecircs trechos

monitorados

Com os dados tabulados foi possiacutevel realizar o cruzamento dos dados das contagens

com os obtidos nos modelos mecaniacutesticos e assim encontrar o periacuteodo em que o nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar sua ruptura

Estes periacuteodos estatildeo apresentados na Tabela 423

Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima1 ano e

5 meses14 anos

31 anos e

3 meses

27 anos e

3 meses

Avenida Heacutelvio

Basso5 meses

4 anos e

5 meses

8 anos e

5 meses

64 anos e

6 meses

Trevo dos

Quarteacuteis4 meses

2 anos e

11 meses

4 anos e

10 meses

28 anos e

6 meses

Avenida Roraima 11 meses9 anos e

9 meses

20 anos e

4 meses-

Avenida Heacutelvio

Basso2 meses

1 ano e

8 meses

2 anos e

4 meses-

Trevo dos

Quarteacuteis

1 mecircs e

6 meses

1 ano e

2 meses

1 ano e

6 meses-

TrechoNAASHTO

Aderido

Desaderido

Natildeo Aderido

1 ano e

6 meses

188

Eacute possiacutevel observar na Tabela 423 que se for utilizado o modelo de Franco (2007) o

tempo necessaacuterio para ocorrer a ruptura do pavimento por fadiga eacute bem inferior em

comparaccedilatildeo aos demais modelos utilizados no comparativo isso ocorre pelo fato de o modelo

de Franco (2007) ser conservador em se tratando de vida de fadiga do pavimento Em

contrapartida o modelo apresentado pelo FHWA (2006) mostra uma perspectiva de

durabilidade maior chegando a ser bastante otimista principalmente para Avenida Roraima

Assim foi possiacutevel verificar que a escolha do modelo influencia diretamente na expectativa de

vida uacutetil do pavimento

Outra observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo agrave colocaccedilatildeo ou natildeo de aderecircncia

entre as camadas do pavimento Foi possiacutevel verificar que para vida de fadiga este paracircmetro

natildeo teve influecircncia tatildeo significativa quanto na deformaccedilatildeo permanente Para deformaccedilatildeo

permanente a colocaccedilatildeo da aderecircncia entre as camadas durante as simulaccedilotildees reduziu

extremamente a previsatildeo de vida uacutetil do pavimento jaacute sem aderecircncia natildeo foi possiacutevel

verificar o tempo de vida uacutetil devido ter uma previsatildeo extremamente alta da vida de

deformaccedilatildeo permanente

Aleacutem da anaacutelise mecanicista atraveacutes dos modelos foi realizado tambeacutem o caacutelculo do

nuacutemero estrutural dos trecircs trechos monitorados Segundo Johnston (2001) o nuacutemero estrutural

eacute um nuacutemero indicativo da espessura total de um pavimento para resistir um nuacutemero total de

solicitaccedilotildees equivalente ao eixo padratildeo com determinadas combinaccedilotildees de capacidade de

suporte do solo serventia final e clima Para a realizaccedilatildeo destes caacutelculos foi seguido as

orientaccedilotildees contidas na AASHTO

Para a Avenida Roraima o nuacutemero estrutural encontrado foi 146 jaacute para Avenida

Heacutelvio Basso o valor encontrado foi 283 e para o Trevo dos Quarteacuteis foi 263 Com isso eacute

possiacutevel mencionar que a estrutura do pavimento da Avenida Heacutelvio Basso tem maior

capacidade de suporte em relaccedilatildeo aos outros dois trechos monitorados jaacute a Avenida Roraima

apresentou o menor nuacutemero estrutural

Outra anaacutelise realizada foi com relaccedilatildeo a um possiacutevel Shift Factor na Avenida

Roraima para o trincamento Utilizou-se o modelo encontrado para o trincamento obtido pelo

meacutetodo de caacutelculo do FEC da USACE e encontrou-se o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees

necessaacuterio para causar 20 de aacuterea trincada sendo encontrado NUSACE = 146x106 Utilizando

o modelo de Franco (2007) e t = 207x10-6m mm que eacute para o caso de apenas as duas

camadas asfaacutelticas aderidas encontrou-se um ―Shift Factor igual a 146x104 corroborando

com a indicaccedilatildeo de Franco (2007)

189

492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979

Por se tratar de um trecho onde foi realizada uma restauraccedilatildeo optou-se por conferir a

espessura de reforccedilo que foi colocada na estrutura antes do iniacutecio do monitoramento do

trecho Esta conferecircncia foi realizada atraveacutes da utilizaccedilatildeo dos meacutetodos abordados na norma

DNER-PRO 0111979

Com os dados de deflexatildeo encontrados no levantamento do dia 30112012 (antes da

colocaccedilatildeo da camada de reforccedilo) realizou-se a anaacutelise estatiacutestica para obter a meacutedia e o

Desvio Padratildeo Como foi possiacutevel considerar os dados de todas as estacas para realizaccedilatildeo dos

caacutelculos encontrou-se a meacutedia e o desvio padratildeo e assim a deflexatildeo caracteriacutestica do trecho

(Dc = 10479x10-2

mm) Com a deflexatildeo caracteriacutestica e considerando o fator de correccedilatildeo

sazonal igual a um encontrou-se a deflexatildeo de projeto (Dp = 10479x10-2

mm)

Com os dados citados adotou-se para realizaccedilatildeo do caacutelculo da espessura da camada de

CA no reforccedilo periacuteodos de projeto de 5 e 10 anos bem como uma taxa de crescimento de

115 ao ano encontrada para o referido trecho A partir dos dados referentes agrave contagem

meacutedia de 2013 encontrou-se o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo para um periacuteodo de 5

anos igual agrave 184x106 e assim a necessidade de realizaccedilatildeo de pelo menos 45cm de uma

camada de CA e 67cm para um periacuteodo de projeto de 10 anos onde N = 378x106 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo

Como foi realizada a colocaccedilatildeo de 50cm de reforccedilo no trecho monitorado calculou-se

o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo que poderiam levar o trecho a ruiacutena e

encontrou-se um valor de N = 215x106 Tambeacutem com os dados referentes a contagem de

2013 estimou-se o periacuteodo que esta ruiacutena ocorreria e foi encontrado um periacuteodo de 5 anos e

10 meses

Observando os dados de levantamento de defeitos verificou-se que 6 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego iniciou-se o surgimento de trincas interligadas de fadiga com

esborcinamento das fissuras sendo classificada como severidade alta no iniacutecio da estaca 7

Acredita-se que as trincas interligadas que surgiram neste periacuteodo sejam a propagaccedilatildeo das

trincas que existiam no revestimento antigo da Avenida Roraima uma vez que natildeo foi

realizado nenhum meacutetodo que impedisse esta propagaccedilatildeo durante a restauraccedilatildeo do trecho

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS

51 CONCLUSOtildeES

Esta pesquisa teve como objetivo monitorar trecircs trechos de pavimentos implantados na

regiatildeo de Santa Maria- RS a fim de verificar os desempenhos funcionais e estruturais de tais

trechos subsidiando assim o desenvolvimento de 34 modelos de previsatildeo de desempenho

sendo 17 deles obtidos pela forma de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela

metodologia da American Association of Highway and Transportation Officials (AASHTO) e

os outros 17 modelos pela forma de caacutelculo do FEC de acordo com o United States Army

Corps of Engineers (USACE)

Com isso foi possiacutevel chegar as seguintes conclusotildees

Durante a implantaccedilatildeo coletaram-se amostras de materiais utilizados na

construccedilatildeo de cada uma das camadas e pocircde-se concluir que a caracteriacutestica de cada

um desses materiais influenciou diretamente no desempenho dos trechos uma vez que

a Avenida Roraima que continha uma base contaminada com finos por exemplo

apresentou desempenho um pouco inferior com surgimento prematuro de trincas e

deflexotildees maiores do que a Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis que foram

construiacutedos com materiais novos

Com relaccedilatildeo agraves condiccedilotildees funcionais dos trechos monitorados ateacute o momento

apresentam valores satisfatoacuterios de irregularidade longitudinal A Avenida Heacutelvio

Basso foi a que mostrou maior IRI sendo este igual a 250mkm O maior

afundamento em trilha de roda ateacute o momento eacute do Trevo dos Quarteacuteis sendo igual a

390 mm e a Avenida Roraima mostrou 17 de aacuterea trincada com um IGG de 53

Conclui-se que grande parte deste trincamento foi ocasionado pela reflexatildeo das trincas

do pavimento antigo A Avenida Heacutelvio Basso apresentou o pior desempenho com

relaccedilatildeo a macrotextura sendo classificada como fina e o Trevo dos Quarteacuteis com a

classificaccedilatildeo de microtextura muito lisa teve o pior desempenhouma Microtextura

Lisa A Avenida Roraima mostrou o melhor desempenho em ambos os paracircmetros

com macrotextura meacutedia e microtextura lisa

192

Quando realizado o cruzamento dos dados de macrotextura e microtextura para

obtenccedilatildeo do IFI pocircde-se concluir que este estaacute ligado de forma direta agrave caracteriacutestica

da mistura e dos agregados A Avenida Heacutelvio Basso por apresentar uma macrotextura

fina e uma microtextura lisa obteve o menor valor de IFI sendo igual a 01 para

velocidade maacutexima permitida do trecho com classificaccedilatildeo de IFI ruim Tal fato deve-

se principalmente por este trecho ter um esqueleto peacutetreo bastante fechado da

mistura Jaacute a Avenida Roraima teve o melhor desempenho com IFI igual a 02 para

velocidade maacutexima permitida no trecho obtendo uma classificaccedilatildeo de IFI bom

Nos trechos monitorados a avaliaccedilatildeo estrutural do pavimento atraveacutes dos

ensaios natildeo destrutivos foi de suma importacircncia pois foi atraveacutes destes ensaios que se

pocircde concluir que a Avenida Roraima apresenta menor capacidade de suporte em

relaccedilatildeo aos outros dois trechos mostrando valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima em

torno de 20 maiores que esses Pocircde-se concluir tambeacutem que quando realizada a

restauraccedilatildeo de um trecho o mesmo deve ter uma avaliaccedilatildeo preacutevia da qualidade de

cada uma das camadas pois na Avenida Roraima a provaacutevel causa da baixa

capacidade de suporte deve ser pelo fato da base estar contaminada por finos

Os valores de moacutedulo de resiliecircncia obtidos por retroanaacutelise se mostraram

bastante coerentes se comparados aos mencionados em literaturas Para os

revestimentos asfaacutelticos dos trecircs trechos monitorados foram encontrados valores de

2800 MPa a 4700 MPa Jaacute para as bases estes ficaram em torno de 300 MPa com

exceccedilatildeo da base da Avenida Roraima que obteve valores em torno de 100MPa As

camadas de subleito das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso tiveram valores em torno

de 150 MPa enquanto o Trevo dos Quarteacuteis teve valores um pouco mais elevado

justamente devido a consideraccedilatildeo do sistema subleito Assim conclui-se que este

mecanismo utilizado para obtenccedilatildeo de tais valores representa adequadamente o

comportamento do material

Foram realizadas contagens perioacutedicas que conseguiram caracterizar de forma

adequada o traacutefego que solicitou os trechos com as caracteriacutesticas de cada um A partir

disto concluiu-se que a vida uacutetil de uma determinada estrutura estaacute diretamente ligada

agrave solicitaccedilatildeo que esta estrutura sofre e que para se prever o comportamento de uma

estrutura ao longo do tempo eacute muito importante conhecer as solicitaccedilotildees que esta

estrutura iraacute sofrer

193

Com todos os dados dos ensaios obtidos e a caracterizaccedilatildeo do traacutefego

adequada realizaram-se 34 modelos de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo sendo 17 deles obtidos pela forma

de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela metodologia da AASHTO e

os outros 17 modelos pela metodologia USACE Entatildeo pode-se dizer que eacute possiacutevel

prever a partir de modelos de previsatildeo de desempenho o comportamento funcional e

estrutural de um pavimento desde que o mesmo tenha caracteriacutesticas semelhantes aos

trechos que se quer prever o comportamento Aleacutem disso eacute possiacutevel prever a partir

dos modelos a necessidade de adequaccedilotildees na estrutura de um pavimento para uma

maior durabilidade e o possiacutevel momento em que seraacute necessaacuterio realizar intervenccedilotildees

para melhorias na pista

52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS

Visando a complementaccedilatildeo e continuidade da pesquisa sugere-se as seguintes

realizaccedilotildees

Dar continuidade no monitoramento dos trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS para aumentar a quantidade de dados obtidos para estes trechos

estudados e assim aperfeiccediloar os modelos de previsatildeo de desempenho jaacute encontrados

Obter mais dados no trecho do Trevo dos Quarteacuteis a fim de obter tambeacutem

modelos de previsatildeo de desempenho para este trecho nos paracircmetros estudados

Implantar e monitorar novos trechos em outros locais do Estado a fim de

obter novos dados e consequentemente novos modelos de previsatildeo de desempenho

verificando as semelhanccedilas e diferenccedilas que podem existir no Rio Grande do Sul

Realizar estudos laboratoriais mais avanccedilados com os materiais coletados em

campo a fim de subsidiar os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

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Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre ndash RS 2008

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BR-290RS no trecho Osoacuterio-Porto Alegre 2008 155 p Dissertaccedilatildeo (Mestrado em

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Paulo - SP

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA

CENTRO DE TECNOLOGIA

PROGRAMA DE POacuteS-GRADUACcedilAtildeO EM ENGENHARIA CIVIL

A comissatildeo examinadora abaixo assinada

aprova a Dissertaccedilatildeo de Mestrado

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

elaborada por

Mauricio Silveira dos Santos

como requisito parcial para obtenccedilatildeo do grau de

Mestre em Engenharia Civil

Comissatildeo examinadora

__________________________________

Tatiana Cureau Cervo Drordf (UFSM)

(PresidenteOrientador)

__________________________________

Luciano Pivoto Specht Dr (UFSM)

(Coorientador)

__________________________________

Laura Maria Goretti da Motta DScordf (COPPEUFRJ)

__________________________________

Rinaldo Joseacute Barbosa Pinheiro Dr (UFSM)

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Dedico este trabalho agrave minha esposa Rafaele e ao meu

filho Joatildeo Gabriel pela compreensatildeo nos momentos que

natildeo foi possiacutevel dar a atenccedilatildeo merecida por eles e pelo

apoio e incentivo nos momentos difiacuteceis Aos meus pais

Amauri e Rosangela pelo amor compreensatildeo

companheirismo e dedicaccedilatildeo em todos os momentos da

minha vida Amo muito vocecircs

AGRADECIMENTOS

Inicialmente gostaria de agradecer imensamente agrave minha querida esposa Rafaele Freire

dos Santos pela compreensatildeo companheirismo e paciecircncia em momentos de ausecircncia Sem

seu incentivo e amor nada disso seria possiacutevel Vocecirc me deu o melhor presente da minha vida

o nosso filho Joatildeo Gabriel Freire dos Santos vocecircs dois satildeo a minha vida sem vocecircs nada faz

sentido Amo muito vocecircs

Agradeccedilo a professora Tatiana Cureau Cervo e ao professor Luciano Pivoto Specht

pela orientaccedilatildeo seguranccedila paciecircncia e pela motivaccedilatildeo ao estudo e agrave pesquisa Sua atenccedilatildeo foi

de fundamental importacircncia para o bom andamento dos trabalhos e seratildeo lembrados

eternamente por mim natildeo soacute por esta pesquisa mas tambeacutem pelas conversas duacutevidas tiradas

e amizade transmitida em todos os momentos

Ao professor Deividi da Silva Pereira que de forma indireta por diversos momentos

me orientou e tirou muitas duacutevidas que surgiram durante os estudos Sua dedicaccedilatildeo em

transmitir seus conhecimentos sempre que precisei seratildeo para sempre lembrados

Agrave professora Doutora Laura Maria Goretti da Motta pela disponibilidade em

compartilhar ideacuteias e realizar a avaliaccedilatildeo como membro da banca examinadora

Aos meus pais Amauri Silva Dutra dos Santos e Rosangela Maria Silveira dos Santos

por terem me passado os primeiros ensinamentos da vida e por terem continuado a me

ensianar a ser uma pessoa cada vez melhor Amo muito vocecircs

Aos meus colegas Faacutebio Rossato Fernando Boeira Gustavo Menegusso Daiana

Bruxel Lucas Bueno Mateus Tanski Thaiacutes Aquino Pedro Almeida e outros que foram

muito aleacutem de colegas e amigos pois soacute sendo muito amigo para me aturar e ajudar em todos

os momentos desta pesquisa Sem vocecircs este estudo seria muito mais difiacutecil de ser feito

Muito obrigado pela convivecircncia

Agraves bolsistas de iniciaccedilatildeo cientiacutefica jovens talentos Desirre Cureau e Nubia Wesz

Bolsistas PETROBRAS Valdir Barboza Eduardo Renz Marina Frederich e Lucas Dornelles

aleacutem de todos os bolsistas e voluntaacuterios que passaram pelo GEPPASV e colaboraram com

esta pesquisa sem a ajuda de vocecircs com certeza esta pesquisa natildeo seria a mesma

A todos os professores e alunos do grupo GEPPASV pelos ensinamentos

companheirismo e amizade compartilhados durante todo o periacuteodo do mestrado

Agrave PETROBRAS pelo financiamento da pesquisa e agrave UFSM pelo espaccedilo de estudo

Enfim obrigado a todas as pessoas que fazem parte da minha vida e contribuem para o

meu sucesso

RESUMO

Dissertaccedilatildeo de Mestrado Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Universidade Federal de Santa Maria RS Brasil

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

AUTOR MAURICIO SILVEIRA DOS SANTOS

ORIENTADORA TATIANA CUREAU CERVO

COORIENTADOR LUCIANO PIVOTO SPECHT

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Em um paiacutes com dimensotildees continentais como o Brasil infraestrutura de rodovias que proporcione um

deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que

a grande maioria dos insumos e das pessoas se desloca diariamente para regiotildees distantes Eacute por meio da

gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos tempos corretos que estas rodovias

fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus deslocamentos Uma forma de realizar esta gerecircncia de

maneira adequada eacute fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de manutenccedilotildees

disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de intervenccedilotildees Com isso o objetivo

desta pesquisa eacute realizar o monitoramento de trecircs trechos implantados na regiatildeo de Santa Maria ndash RS

verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo

de desempenho Para a concretizaccedilatildeo do estudo foi realizado em periacuteodos preacute-determinados ensaios de Mancha

de Areia Pecircndulo Britacircnico Irregularidade Longitudinal Afundamento em Trilha de Roda Levantamento

Visual de Defeitos e Levantamento de Bacia de Deflexotildees atraveacutes da Viga Benkelman e Falling Weight

Deflectometer (FWD) na Avenida Roraima (trecho de restauraccedilatildeo) Avenida Heacutelvio Basso e no Trevo dos

Quarteacuteis (trechos novos) Aleacutem destes ensaios foram feitas contagens quantitativas e classificatoacuterias dos

veiacuteculos que solicitavam os trechos com a intenccedilatildeo de encontrar o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo atraveacutes dos caacutelculos de FEC pela metodologia AASHTO e USACE Com isso obteve-se no total 34

modelos de previsatildeo de desempenho para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso (17 AASHTO e 17 USACE)

Natildeo foram desenvolvidos modelos para o Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o mesmo estaacute em iniacutecio de

monitoramento Aleacutem dos modelos de previsatildeo de desempenho foram realizadas avaliaccedilotildees do desempenho dos

trecircs trechos monitorados agrave mediada que o mesmo era solicitado pelo traacutefego sendo verificado que a Avenida

Roraima apresentou os maiores valores de deflexatildeo IGG e Aacuterea Trincada Jaacute o Trevo dos Quarteacuteis apresentou os

maiores valores de ATR Foram realizadas retroanaacutelises pelo software BAKFAA para obtenccedilatildeo de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas dos pavimentos estudados e de forma geral encontrou-se valores coerentes com

os estudados na literatura Fez-se tambeacutem anaacutelises estruturais atraveacutes do software AEMCSisPAv (2009) a fim

de encontrar a estimativa de durabilidade dos trechos A Avenida Roraima apesar de ser um trecho antigo e

apresentar a maior quantidade de defeitos prematuramente foi a que teve a maior previsatildeo de durabilidade entre

os trecircs trechos Aleacutem disso realizou-se a anaacutelise estrutural da Avenida Roraima pela norma DNER PRO

0111979 uma vez que se trata de uma restauraccedilatildeo de um pavimento e constatou-se que este trecho tem previsatildeo

de durabilidade de cinco anos e dez meses Assim o monitoramento e obtenccedilatildeo de modelos de previsatildeo de

desempenho satildeo de suma importacircncia para a boa gerecircncia dos pavimentos

Palavras-chave Trechos Monitorados Modelos de previsatildeo de desempenho Durabilidade

ABSTRACT

Masterrsquos Dissertation

Post-Graduation Program in Civil Engineering

Federal University of Santa Maria RS Brazil

DEVELOPMENT PERFORMANCE PREDICTION MODELS BY

IMPLANTATION OF MONITORED STRETCHES IN THE REGION OF

SANTA MARIA RS

AUTHOR SANTOS MAURICIO SILVEIRA DOS

ADVISOR CERVO TATIANA CUREAU

ADVISOR CO SPECHT LUCIANO PIVOTO

Santa Maria JULY 16th

2015

In a country with continental dimensions like Brazil road infrastructure that provides a displacement with

comfort and safety is extremely important once it is from these roads that the majority of supplies and people

moves daily to distant regions Is through appropriate management of corrective floors and measurements taken

at the correct times that these highways provides safety and comfort to users in their displacement One way to

perform this management properly is making use of performance prediction models that makes the manager can

predict the appearance of defects and the necessity of performing maintenance providing financial resources

required for repairs Thus the objective of this research is to monitor three highway stretches implemented in the

region of Santa Maria - RS checking their functional and structural performance in order to assist in the

development of performance prediction models To achieving the study tests were performed at predetermined

periods Sand Patch British Pendulum Roughness Rutting analysis Distress identification and Deflections

Basin Survey by Benkelman Beam and Falling Weight Deflectometer (FWD) at Roraima Avenue (restoration

stretch) Heacutelvio Basso Avenue and Quarteacuteis Intersection (new highway stretches) In these tests quantitative and

classifying counts of vehicles were made in order to find the number of equivalent demand of standard axis

through the FEC calculation by AASHTO and USACE methodology With that was obtained in all 34

performance prediction models for Avenues Roraima and Heacutelvio Basso (17 - AASHTO and 17 - USACE) No

models have been developed for Quarteacuteis Intersection once it is at the beginning of monitoring In addition to

performance prediction models performance evaluations were carried out of three sections monitored the

mediated that it were requested by the traffic and found that the Roraima Avenue had the highest deflection

values IGG and cracked area The Quarteacuteis Intersection had the highest values of rutting Back Analysis were

performed by BAKFAA software to obtain resilient modulus in all layers of pavements studied and in general

met values coherent with those studied in the literature It was also made structural analysis by AEMCSisPAv

(2009) software in order to find the estimated durability in the highway stretches The Roraima Avenue despite

being an old stretch and present the highest amount of early distress was the one that had the highest prediction

of durability between the three analysed sections Furthermore structural analysis was performed for Roraima

Avenue by standard DNER PRO 0111979 once it is a restored pavement it was found that this stretch is

expected five years and ten months of durability Therefore monitoring and obtaining performance prediction

models are extremely important for the proper management of pavements

Keywords Stretches Monitored Performance prediction models Durability

LISTA DE FIGURAS

Figura 21 Tensotildees em um pavimento 28 Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento 30 Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos 34 Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER 39 Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS 40 Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER 41 Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test 41 Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004 58 Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa 74 Figura 32 Rio Grande do Sul 74 Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria 74 Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados 75 Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014 76 Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima 76 Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima 77 Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima 82 Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima 83 Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e novo da Avenida

Roraima 85 Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 91 Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova 92 Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso 94 Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso 95 Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso 98 Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco 99 Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso 99 Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base 100 Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso 101 Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 105 Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso 107 Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis 108 Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 109 Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis 111 Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco 112 Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis 112 Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis 113 Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos Quarteacuteis 114 Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos Quarteacuteis 117 Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis 118 Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia 121 Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico 123 Figura 333 Modelo de IFI 124 Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser 125 Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel 126 Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas 127 Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman 130 Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab 131 Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA 132 Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo 137 Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura 139 Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura 140 Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo 142 Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura 143 Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura 145 Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima 146 Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso 147 Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis 148 Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI 150

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa 150 Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado 151 Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado 152 Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado 152 Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo 154 Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI 155 Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI 157 Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho 158 Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho 159 Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho 159 Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo 161 Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR 162 Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR 164 Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo 165 Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada 167 Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada 169 Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima 171 Figura 428 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso 172 Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis 173 Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo 175 Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura 176 Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

178 Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio

Basso 180 Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

182 Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos 186

LISTA DE TABELAS

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos 35 Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de pavimentos 37 Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados 55 Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003) 56 Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima 79 Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima 80 Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego 81 Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida Roraima 86 Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS 86 Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima 87 Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima 88 Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima 89 Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima 92 Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima 93 Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso 96 Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso 97 Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso 102 Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 103 Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 104 Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio Basso 106 Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso 107 Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis 110 Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis 115 Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis 116 Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis 118 Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 119 Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia 120 Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico 122 Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI 124 Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo 136 Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 136

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p 139 Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 141

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 144

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 149 Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados 153

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p 156 Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados 160 Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados 160

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p 163 Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados 165

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e p 167 Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima 170 Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso 172 Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis 173

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p 175 Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima 178 Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso 180 Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 181 Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC 185 Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados 185 Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens 187

LISTA DE SIGLAS E SIacuteMBOLOS

AASHTO American Association of Highway and Transportation Officials

ABNT Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas

AIMS Aggregate Image Measurement System

ASTM American Society of Testing and Materials

ATR Afundamento de Trilha de Roda

BBR Bending Beam Rheometer

BGS Brita Graduada Simples

CA Concreto Asfaacuteltico

CAP Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

CBR California Bearing Ratio

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado agrave Quente

CCR Concreto Compactado com Rolo

CENPES Centro de Pesquisa da PETROBRAS

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

DSR Dynamic Shear Rheometer

EVA Ethil Vinil Acetat

FHWA Federal Highway Administration

FWD Falling Weight Deflectometer

IFI International Friction Index

IGG Iacutendice de Gravidade Global

IRI International Roughness Index

ISC Iacutendice de Suporte Califoacuternia

LCPC Laboratorie Central des Ponts et Chausses

LTPP Long Term Pavement Performance

MCT Miniatura Compactados Tropicais

MPa Mega Pascal

MR Moacutedulo de Resiliecircncia

MSCR Multiple Stress Creep and Recovery

NBR Norma Brasileira

NCHRP National Cooperative Highway Research Program

PAV Pressurized Aging Vessel

PETROBRAS Petroacuteleo Brasileiro SA

PG Performance Grade

REMQP Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual

RT Resistecircncia agrave Traccedilatildeo

Rsup2 Coeficiente de Determinaccedilatildeo

SBS Styrene-Butadiene-Styrene

SGP Sistema de Gerecircncia de Pavimentos

TSD Tratamento Superficial Duplo

UFSM Universidade Federal de Santa Maria

USACE United States Army Corps of Engineers

VAM Vazios do Agregado Mineral

VB Viga Benkelman

VDM Volume Diaacuterio Meacutedio

SUMARIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 23 12 OBJETIVOS 25

121 Objetivo geral 25

122 Objetivos especiacuteficos 25

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 27 21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS 27 22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS 31

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO 32 231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho 33

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho 38 2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz 43

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson 45 2323 Modelos desenvolvidos por Marcon 46 2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio 49 2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba 50 2326 Modelos desenvolvidos por Benevides 51

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque 52

2328 Modelo desenvolvido por Lerch 55 2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara 57

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello 60

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves 61

23212 Modelos desenvolvidos por Franco 62 23213 Modelos da Shell Oil 63

23214 Modelo desenvolvido por Pinto 64 23215 Modelos do Asphalt Institute 64 23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG) 66

23217 Modelo da FHWA 68 23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs 68

23219 Modelo desenvolvido por Balbo 69 23220 Modelo desenvolvido por Rossato 70

3 METODOLOGIA 73

31 PLANEJAMENTO 73 32 TRECHOS MONITORADOS 74

321 Avenida Roraima 76

3211 Contagem de Traacutefego 77 3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 82

32121 Subleito 82 32122 Base 83 32123 Revestimento 84

321231 Agregados 84 321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 88 321233 Misturas 90

322 Avenida Heacutelvio Basso 94

3221 Contagem de Traacutefego 95 3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 97

32221 Subleito 97

32222 Sub-base 98 32223 Base 99 32224 Revestimento 100

322241 Agregados 101 322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 103

322243 Misturas 104 323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 108

3231 Contagem de Traacutefego 109 3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 110

32321 Subleito 110

32322 Sub-base 111 32323 Base 112 32324 Revestimento 113

323241 Agregados 114 323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 115 323243 Misturas 116

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS 120 331 Macrotextura 120 332 Microtextura 121 333 International Friction Index - IFI 123 334 International Roughness Index ndash IRI 124

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR 125 336 Levantamento de Defeitos 126

337 Viga Benkelman 128

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD 130

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise 131

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS 135

41 MACROTEXTURA 136 42 MICROTEXTURA 141 43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI 145

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI 151 45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR 157

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO 164 47 DEFLEXAtildeO 169

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE 177

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL 183 491 Anaacutelise mecanicista 184 492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979 189

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 191 51 CONCLUSOtildeES 191 52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS 193 REFEREcircNCIAS 195

1 INTRODUCcedilAtildeO

Uma infraestrutura de transporte adequada proporciona a qualquer sociedade um

grande e importante desenvolvimento social e cultural atraveacutes da mobilidade de produtos e

pessoas Para o Brasil que eacute um paiacutes de dimensotildees continentais uma infraestrutura de

rodovias que proporcione um deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente

importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que a grande maioria dos insumos e das

pessoas se desloca diariamente para regiotildees com distacircncias grandes

De acordo com o Ministeacuterio do planejamento Orccedilamento e Gestatildeo em seu Plano

Plurianual (PPA 2012-2015) aproximadamente 58 da movimentaccedilatildeo de cargas e 48 do

transporte interestadual de passageiros eacute realizada por meio de transporte rodoviaacuterio O

Ministeacuterio do Planejamento menciona ainda que 82 das rodovias federais implantadas no

Brasil satildeo pavimentadas poreacutem esta realidade natildeo se expande para as rodovias estaduais e

municipais sendo que o DNIT (2014) cita que 7865 da malha rodoviaacuteria nacional

considerando os trecircs niacuteveis (federal estadual e municipal) encontram-se natildeo pavimentadas

Eacute por meio da gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos

tempos corretos que estas rodovias fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus

deslocamentos a qualquer tempo Uma forma de realizar esta gerecircncia de forma adequada eacute

fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de

manutenccedilotildees disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de

intervenccedilotildees

Um banco de dados grande que contenha caracterizaccedilatildeo quantitativa e classificatoacuteria

do traacutefego que solicita as estruturas bem como o conhecimento das caracteriacutesticas dos

materiais que foram utilizados na construccedilatildeo em cada uma das camadas do pavimento eacute a

base para realizar uma gerecircncia adequada dos pavimentos Eacute a partir deste banco de dados que

se realiza o desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho dos pavimentos que satildeo

gerenciados

Para Specht (2004) a degradaccedilatildeo do pavimento por deformaccedilotildees permanentes fissuras

de fadiga retraccedilatildeo teacutermica e degradaccedilatildeo estaacute associada a vaacuterios fatores sendo que

deformaccedilotildees permanentes e fissuras por fadiga estatildeo relacionadas com o traacutefego que atua na

via e a estrutura que o pavimento possui enquanto as outras duas estatildeo em funccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais empregados e das condiccedilotildees climaacuteticas que atuam no local O

24

autor comenta ainda que os mais rigorosos defeitos que ocorre em estruturas flexiacuteveis satildeo

apresentados no revestimento e fazem com que seja possiacutevel identificar duas formas

diferentes de solicitaccedilatildeo mecacircnica flexatildeo repetida que causa fissuras de fadiga e compressatildeo

simples que produz acuacutemulo de deformaccedilatildeo permanente

Franco (2007) confirma que os danos estruturais em pavimentos acontecem

principalmente por aplicaccedilotildees de cargas elevadas na estrutura ou devido ao grande nuacutemero de

repeticcedilotildees de passagem das rodas dos veiacuteculos Contudo o autor comenta que muitas das

estruturas dos pavimentos existentes no Brasil natildeo foram dimensionadas para tais solicitaccedilotildees

jaacute que o meacutetodo de dimensionamento tradicional natildeo contempla efeitos da fadiga pois foi

desenvolvido a partir de observaccedilotildees de danos de deformaccedilotildees no subleito

Muitas das formas de dimensionar as estruturas dos pavimentos que devem suportar

as solicitaccedilotildees a que seratildeo impostas durante sua vida uacutetil utilizam meacutetodos empiacutericos com

baixa confiabilidade das previsotildees tomadas como base para seus caacutelculos Faz-se necessaacuterio

uma evoluccedilatildeo nestes meacutetodos de dimensionamento que em curto prazo se faz por meacutetodos

mecaniacutestico-empiacutericos com uso de anaacutelise elaacutestico-linear e a elaacutestico natildeo linear atraveacutes de

programas computacionais calibrados por trechos experimentais que permitam gerar modelos

de previsatildeo de desempenho dos pavimentos

Para chegar a este meacutetodo de dimensionamento mecaniacutestico-empiacuterico satildeo estimados

modelos de previsatildeo de fadiga deformaccedilatildeo permanente e deformaccedilatildeo maacutexima admissiacutevel no

topo do subleito adequados agraves condiccedilotildees ambientais da regiatildeo tanto quanto possiacutevel

atualmente e considerados diversos tipos de configuraccedilatildeo de eixos Franco (2007) comenta

que a modelagem mecaniacutestica-empiacuterica busca melhorar os projetos de pavimentaccedilatildeo em

termos de eficiecircncia estrutural de modo a utilizar materiais cujo desempenho de campo ainda

natildeo se tem experiecircncia suficiente e considerar tambeacutem os efeitos ambientais e de traacutefego

Neste contexto no ano de 2009 deu-se inicio a implantaccedilatildeo de um programa com

abrangecircncia nacional que busca desenvolver um novo meacutetodo de dimensionamento de

pavimentos asfaacutelticos no Brasil Este programa foi denominado de Programa Rede Temaacutetica

de Asfalto implantado pela PETROBRAacuteS com a parceria dos principais Centros de Pesquisa

e universidades brasileiras

Como a UFSM faz parte desta Rede esta pesquisa busca o desenvolvimento de

modelos de previsatildeo de desempenho a fim de prever o comportamento estrutural e funcional

de rodovias na regiatildeo central do Rio Grande do Sul monitorando trechos em verdadeira

grandeza e assim contribuir com o desenvolvimento dos estudos da Rede Temaacutetica do

Asfalto Esta pesquisa contribui para a obtenccedilatildeo de um banco de dados com valores de

25

ensaios climatologia e caracteriacutesticas dos veiacuteculos que solicitam as vias bem como a

caracterizaccedilatildeo dos materiais utilizados em cada uma das camadas de cada trecho monitorado

12 OBJETIVOS

121 Objetivo geral

Este trabalho tem por objetivo geral monitorar trecircs trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar

a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenhos regionais

122 Objetivos especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos estatildeo apresentados da seguinte forma

Acompanhar a construccedilatildeo dos trechos implantados verificando as teacutecnicas

construtivas durante a execuccedilatildeo de cada uma das camadas e coleta de amostras

dos materiais empregados na construccedilatildeo para verificaccedilatildeo da caracterizaccedilatildeo dos

mesmos por ensaios laboratoriais

Realizar a anaacutelise das condiccedilotildees funcionais de serventia e seguranccedila por meio

de mediccedilotildees perioacutedicas de Irregularidade Longitudinal (IRI) Afundamento em

Trilha de Roda (ATR) levantamento de defeitos e valores de Macrotextura e

Microtextura

Obter um valor harmonizado do International Friction Index (IFI) com o

cruzamento dos dados obtidos com os ensaios de Pecircndulo Britacircnico e Mancha

de Areia para cada periacuteodo de ensaio

26

Realizar avaliaccedilotildees perioacutedicas de acordo com o Manual da Rede Temaacutetica do

Asfalto das condiccedilotildees estruturais submetidas ao traacutefego utilizando ensaios

com Viga Benkelman e FWD

Estimar os valores dos Moacutedulos de Resiliecircncia de cada uma das camadas do

pavimento por retroanaacutelise dos valores das bacias de deformaccedilatildeo encontrados

nos ensaios com Viga Benkelman e FWD

Realizar estudos de traacutefego por meio dos dados de contagens semestrais com

avaliaccedilotildees quantitativa e classificatoacuteria dos veiacuteculos que possibilitem a

obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees (N) do eixo padratildeo

Gerar modelos de previsatildeo de desempenho para os pavimentos monitorados

com os valores de Moacutedulo de Resiliecircncia das retroanaacutelises da Viga Benkelman

e FWD com os valores de Macrotextura e Microtextura os valores de IFI

ATR e IRI bem como com a porcentagem de aacuterea com algum tipo de defeito

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

Neste capitulo seraacute apresentado a revisatildeo bibliograacutefica realizada atraveacutes do

demonstrativo dos trecircs principais itens estudados nesta pesquisa que satildeo Mecacircnica dos

Pavimentos Sistemas de Gerecircncia de Pavimentos e Modelos de Previsatildeo de Desempenho

21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS

De acordo com Medina e Motta (2015) a mecacircnica dos pavimentos estuda os

pavimentos como sendo um sistema em camadas sujeitos agraves cargas dos veiacuteculos e geralmente

com o auxilio de programas computacionais realiza os caacutelculos de tensotildees deformaccedilotildees e

deslocamentos conhecidos os paracircmetros de deformabilidade dos materiais Eacute possiacutevel

verificar o nuacutemero de solicitaccedilotildees que leva o revestimento asfaacuteltico agrave ruptura por fadiga e

deve-se observar as deformaccedilotildees permanentes e a ruptura plaacutestica

Diversos fatores influenciam na mecacircnica dos pavimentos no dimensionamento e na

durabilidade da estrutura Dentre estes fatores estatildeo o traacutefego aplicado sobre o pavimento o

clima da regiatildeo onde estaacute a estrutura e os materiais empregados nas camadas do pavimento

Segundo Motta (1991) o carregamento imposto pelo traacutefego de veiacuteculos a avaliaccedilatildeo

dos materiais por meio de ensaios que reproduzam o estado de tensotildees e as condiccedilotildees

ambientais a que os pavimentos estaratildeo sujeitos no campo satildeo fatores que estabelecem a

relaccedilatildeo tensatildeo-deformaccedilatildeo que ocorre nas camadas de uma estrutura

Os materiais de pavimentaccedilatildeo satildeo caracterizados em termos elaacutesticos ou

aproximadamente elaacutesticos de forma que as respostas do pavimento em termos de tensotildees

deformaccedilotildees e deslocamentos devidos agraves cargas do traacutefego ou aos fatores ambientais possam

ser calculadas pelas teorias mecanicistas (MASADA et al 2004)

Para Santos (2005) o carregamento dinacircmico do traacutefego aleacutem de causar deformaccedilotildees

permanentes de trilhas de roda causa principalmente os defeitos de trincas de fadiga dos

pavimentos Como apresentado na Figura 21 na superfiacutecie do pavimento eacute aplicada uma

carga vertical de compressatildeo e nas fibras inferiores da camada asfaacuteltica surgem tensotildees de

traccedilatildeo e de compressatildeo devido ao carregamento e descarregamento repetido

28

Figura 21 Tensotildees em um pavimento

Fonte (Medina e Motta 2015)

Existem trecircs mecanismos principais que podem deteriorar um pavimento que satildeo

afundamento de trilhas de roda provocada pela deformaccedilatildeo permanente vertical excessiva

trincas por fadiga da camada asfaacuteltica devido agrave repeticcedilatildeo do carregamento e fissuraccedilatildeo por

trincas teacutermicas consequecircncia de variaccedilotildees de temperatura As trincas teacutermicas ocorrem em

regiotildees de baixa temperatura

Fadiga foi definida por Yoder e Witczak (1975) como sendo um fenocircmeno de trincas

induzidas pelo carregamento repetido do traacutefego devido a repetidos estados de tensatildeo ou

deformaccedilatildeo inferiores ao estado uacuteltimo de tensatildeo ou deformaccedilatildeo de material

Como consequecircncia do estado de tensotildees no pavimento Santos (2005) diz que ocorre

uma gradual deterioraccedilatildeo e que o carregamento e descarregamento constante do pavimento

devido ao traacutefego geram deformaccedilotildees elaacutesticas e nesta movimentaccedilatildeo constante de

deformaccedilatildeo e recuperaccedilatildeo surgem tensotildees de traccedilatildeo nas fibras inferiores da camada (asfaacuteltica)

do pavimento gerando assim o trincamento por fadiga

De acordo com Morgado et al (2007) a deterioraccedilatildeo das propriedades de um material

por efeito da aplicaccedilatildeo ciacuteclica de uma carga eacute o dano por fadiga este ocorre natildeo soacute sob cargas

de amplitude constante como sob cargas de amplitude variaacutevel

Para avaliar a vida de fadiga pode-se utilizar algumas teorias de dano cumulativo

dentre estas teorias estaacute a Lei de Miner que foi concebida em 1945 apoacutes pesquisas sobre o

fenocircmeno da fadiga em metais de uso destinados agrave aviaccedilatildeo (SANTOS 2005)

29

Conforme Morgado et al (2007) das teorias de danos acumulados a que tem tido

maior divulgaccedilatildeo e a mais simples eacute a regra linear proposta por Miner A regra de Miner eacute

traduzida na Equaccedilatildeo 21

11

n

i i

i

N

nD (Equaccedilatildeo 21)

Onde D Dano acumulado de fadiga

ni = nuacutemero de ciclos de carregamento a um niacutevel de tensatildeo ζi

Ni eacute o nuacutemero de ciclos que provocaria ruptura para o mesmo niacutevel de tensatildeo

Santos (2005) menciona ainda que as deformaccedilotildees permanentes na superfiacutecie do

pavimento podem ser provocadas pelo carregamento vertical de compressatildeo oriundo do

traacutefego e podem tambeacutem ser decorrente da compactaccedilatildeo sofrida pelo subleito devido aos

carregamentos do traacutefego causando afundamentos em trilha de roda

Fernandes Jr (1994) afirmou que as trincas por fadiga da camada asfaacuteltica ou de

camadas cimentadas e a deformaccedilatildeo permanente nas trilhas das rodas causadas pelo traacutefego

satildeo as principais formas de deterioraccedilatildeo estrutural dos pavimentos Mas um pavimento pode

ainda deteriorar-se atraveacutes de mecanismos resultantes de fatores ambientais de desgaste por

abrasatildeo irregularidades na distribuiccedilatildeo e dosagem do material asfaacuteltico e de outros fatores

natildeo associados agraves solicitaccedilotildees do traacutefego

As variaccedilotildees climaacuteticas no desempenho de um pavimento devem ser muito bem

observadas uma vez que afetam diretamente o comportamento mecacircnico de alguns materiais

que compotildeem a estrutura especialmente a camada de revestimento e o subleito Em

contrapartida pode-se dar menor ecircnfase ao fenocircmeno do congelamento e degelo das camadas

da estrutura pois essa ocorrecircncia natildeo eacute comum no Brasil (FRANCO 2000)

Segundo Motta (1991) a temperatura do ar e precipitaccedilatildeo satildeo os fatores climaacuteticos

que mais afetam o desempenho de um pavimento Representado por seus elementos baacutesicos o

clima influencia os pavimentos por diversos mecanismos tais como a intemperizaccedilatildeo dos

materiais a alteraccedilatildeo dos moacutedulos de resiliecircncia ou ainda a alteraccedilatildeo das umidades de

equiliacutebrio

De acordo com Franco (2007) a umidade e a temperatura satildeo as duas variaacuteveis

ambientais que podem significativamente afetar as propriedades das camadas e do subleito do

pavimento e assim consequentemente afetar a capacidade da estrutura de suportar o

30

carregamento imposto pelo traacutefego A temperatura do ar atua diretamente nas propriedades

resilientes dos materiais asfaacutelticos devido agrave natureza viscosa dos ligantes asfaacutelticos jaacute a

umidade nas camadas inferiores do pavimento pode significar uma variaccedilatildeo no

comportamento resiliente do material

Medina e Motta (2015) explicam que as variaccedilotildees de temperatura tanto diurnas quanto

sazonais causam variaccedilotildees da rigidez dos materiais asfaacutelticos assim a deformabilidade do

pavimento eacute condicionada pelas variaccedilotildees da temperatura do ar ou das condiccedilotildees

meteoroloacutegicas de um modo geral

Para detalhar melhor os procedimentos analiacuteticos de dimensionamento e mostrar os

fatores que influenciam na mecacircnica dos pavimentos Motta (1991) apresenta na Figura 22

um diagrama com um procedimento detalhado e bastante caracteriacutestico para a determinaccedilatildeo

das espessuras das camadas de uma estrutura

Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento

Fonte (Motta 1991)

Fatores Ambientais

Traacutefego Materiais Disponiacuteveis Teacutecnicas Construtivas

Paracircmetros de Projeto

Variabilidade de cada item

Espessuras Adotadas

Meacutetodos de caacutelculo de

Tensotildees (ζ x )

Paracircmetros de acompanhamento do

desempenho

Estimativa de Vida Uacutetil

Comparaccedilatildeo entre vida estimada e de projeto

Decisatildeo final das espessuras

Satisfatoacuterio

Natildeo

Sat

isfa

toacuteri

o

31

22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS

Segundo Haas et al (1994) um Sistema de Gerecircncia de Pavimentos (SGP) consiste

em um conjunto amplo e coordenado de atividades associadas com planejamento construccedilatildeo

manutenccedilatildeo avaliaccedilatildeo e pesquisa de pavimentos associados a um banco de dados

objetivando otimizar os recursos estabelecimento de programas de manutenccedilatildeo

proporcionando conforto e seguranccedila ao usuaacuterio

De acordo com Hudson et al (1979) um SGP utiliza procedimentos claramente

estabelecidos e racionais para avaliar estrateacutegias e alternativas ao longo de um periacuteodo de

anaacutelise especiacutefico e com base em valores previstos para atributos qualificaacuteveis do pavimento

Envolve o tratamento integrado e coordenado de todas as aacutereas sendo um processo dinacircmico

que incorpora a realizaccedilatildeo de vaacuterios atributos restriccedilotildees e criteacuterios envolvidos no processo de

otimizaccedilatildeo

Fernandes Jr (2001) comenta que os SGP representam uma possibilidade real de se

evoluir de um esquema de manutenccedilatildeo tradicional que se baseia quase sempre na correccedilatildeo de

problemas para um sistema de manutenccedilatildeo planejada onde a atuaccedilatildeo sobre a malha viaacuteria

natildeo eacute realizada somente na soluccedilatildeo de seus problemas imediatos mas tambeacutem em um

trabalho de prevenccedilatildeo que prolongue sua vida uacutetil e garanta padrotildees miacutenimos de serviccedilo em

toda a malha que estaacute sendo gerenciada

Para Albuquerque et al (2004) a gerecircncia de pavimentos eacute subdividida em dois niacuteveis

diferentes de abordagem sendo um destes o niacutevel de rede onde se realiza uma macro visatildeo de

toda a rede rodoviaacuteria e o outro niacutevel dito de projeto onde satildeo abordadas as caracteriacutesticas

peculiares a cada sub-trecho de cada rodovia

A Gerecircncia de Pavimentos depende do monitoramento perioacutedico do pavimento para

obtenccedilatildeo de informaccedilotildees confiaacuteveis sobre a caracteriacutestica fiacutesica da rodovia ao longo do tempo

e da administraccedilatildeo dos dados obtidos Com isso consegue-se saber o que precisa ser feito num

determinado pavimento quando seratildeo necessaacuterias intervenccedilotildees para evitar ruptura e prolongar

a vida de serviccedilo do pavimento onde estatildeo os projetos prioritaacuterios e como devem ser

executadas as intervenccedilotildees de manutenccedilatildeo e reabilitaccedilatildeo do pavimento (FERNADES JR

2001)

Um SGP em niacutevel de rede eacute constituiacutedo usualmente dos seguintes componentes

32

Banco de dados Eacute uma ferramenta muito importante e utilizada em SGP

devendo ser bem estruturado conter dados confiaacuteveis e abundantes Todas as

anaacutelises e decisotildees necessaacuterias satildeo baseadas nas informaccedilotildees e dados

coletados que por isso devem ser objetivos confiaacuteveis e atualizados

(AASHTO 1990)

Moacutedulo de avaliaccedilatildeo de estrateacutegias de conservaccedilatildeo a longo prazo

(planejamento) Compreende a anaacutelise de dados a priorizaccedilatildeo das intervenccedilotildees

e a tomada de decisotildees Os resultados satildeo analisados e adequados atraveacutes do

moacutedulo de programaccedilatildeo para definir soluccedilotildees em niacutevel de projeto e para

estabelecer uma programaccedilatildeo por prioridade teacutecnica e orccedilamentaacuteria

(MARCON 2003)

Moacutedulo de acompanhamento Baseia-se nos dados armazenados no banco de

dados e proporciona o acompanhamentomonitoramento de indicadores do

pavimento A partir da definiccedilatildeo dos criteacuterios de avaliaccedilatildeo para irregularidade

deflexatildeo estrutura qualidade do patrimocircnio e qualidade para o usuaacuterio satildeo

definidos Iacutendices de Qualidade para segmentos homogecircneos das rodovias

(CARDOSO 2000)

De acordo com Oliveira (2013) apoacutes as fases de implantaccedilatildeo do SGP de definiccedilatildeo da

aplicaccedilatildeo dos recursos planejamento projetos orccedilamentos e de execuccedilatildeo das atividades e

monitoramento do desempenho das estruturas de pavimento eacute possiacutevel uma anaacutelise global

dos resultados e posteriormente uma confirmaccedilatildeo ou alteraccedilatildeo dos iacutendices e premissas

utilizados Assim eacute fundamental considerar que esse ajuste pode e deve ser feito ao longo do

tempo considerando as caracteriacutesticas e especificidades de cada Sistema de Gerecircncia de

Pavimentos

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO

Os modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo ferramentas fundamentais

em um Sistema de Gerecircncia de Pavimento tanto em niacutevel de rede quanto de projeto pois com

eles pode-se determinar a condiccedilatildeo futura dos pavimentos e prever investimentos

33

Os modelos de desempenho satildeo estabelecidos para prever a velocidade com que os

valores dos paracircmetros funcionais e estruturais dos pavimentos variam em funccedilatildeo das

solicitaccedilotildees do traacutefego ou das condiccedilotildees climaacuteticas (BASIacuteLIO 2002)

O uso de modelos de previsatildeo possibilita os seguintes aspectos (FHWA 2006)

Determinar a vida remanescente dos pavimentos quando se tem conhecimento da

condiccedilatildeo limite aceitaacutevel

Otimizar a combinaccedilatildeo de projetos estrateacutegias e o tempo para a agecircncia concluir as

metas estabelecidas

Avaliar os impactos temporais de vaacuterios cenaacuterios elencados

Promover o ―feed-back para o processo de projeto do pavimento e

Auxiliar na estimativa dos custos do ciclo-de-vida do pavimento

231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho

Os modelos de previsatildeo podem ser elaborados individualmente para cada paracircmetro

de desempenho ou para um iacutendice de condiccedilatildeo que envolva todos os mecanismos de

deterioraccedilatildeo O niacutevel de complexidade dos modelos pode ser de livre escolha ficando a cargo

do gestor do sistema

O primeiro passo para a sua elaboraccedilatildeo estaacute em determinar a forma desejada para o

modelo Existem dois tipos de modelos que podem ser elaborados para se prever desempenho

de pavimentos (Pedrosa 2002 FHWA 2006) que satildeo

Determiniacutestico Modelo no qual o estado de um sistema eacute definido por causas que se

podem determinar e identificar o descrito adequadamente sem recorrer a elementos

probabiliacutesticos Eacute o modelo matemaacutetico que determina os resultados a partir de

condiccedilotildees iniciais Utiliza-se de regressatildeo para fornecer um uacutenico valor de um

paracircmetro (variaacutevel dependente) a partir de uma ou mais variaacuteveis (variaacuteveis

independentes) Algumas formas matemaacuteticas para modelos determiniacutesticos podem ser

observadas na Figura 23

34

Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos

Fonte Vitorello 2008

Segundo Vitorello (2008) esse tipo de modelo pode ser subdividido nos seguintes

modelos

a) modelos de desempenho estrutural preveem o surgimento e a propagaccedilatildeo

dos defeitos produzidos pela repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

b) modelos de desempenho funcional preveem a queda do iacutendice de serventia

e do coeficiente de atrito da superfiacutecie com a repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

c) modelos de degradaccedilatildeo satildeo derivados de um dos dois anteriores e utilizam

uma funccedilatildeo de degradaccedilatildeo que eacute um indicador normalizado de defeitos ou de queda

do iacutendice de serventia

Probabiliacutestico permite prever os valores de um paracircmetro baseado em matrizes de

transiccedilatildeo probabiliacutestica que estimam a probabilidade de seccedilotildees de pavimentos

mudarem de uma condiccedilatildeo para outra Este tipo de modelo ainda pode ser subdividido

em

a) curvas de sobrevivecircncia eacute um graacutefico de probabilidade x tempo e representa

a porcentagem de trechos que permanecem em serviccedilo apoacutes um certo nuacutemero de anos

(ou de passagens do eixo-padratildeo) sem requererem um grande investimento em

conservaccedilatildeo ou sem necessitarem de restauraccedilatildeo Este graacutefico pode ser elaborado a

partir do histoacuterico de manutenccedilatildeo de pavimentos da rede

35

b) modelos markovianos utilizam a chamada ―Matriz de Transiccedilatildeo que

expressa a probabilidade de um grupo de pavimentos com idades semelhantes e

sujeitos ao mesmo niacutevel de traacutefego passe de um estado de degradaccedilatildeo ou iacutendice de

serventia para outro dentro de um periacuteodo de tempo especificado Este processo eacute dito

estacionaacuterio pois a mudanccedila no estado de serventia do pavimento natildeo dependeraacute do

tempo (com valores estatiacutesticos invariaacuteveis) natildeo sendo adequado para planejamento

da rede (os fenocircmenos naturais natildeo se comportam desta forma) e

c) modelos semi-markovianos satildeo idecircnticos aos modelos markovianos com a

diferenccedila de que considera que o processo seja estacionaacuterio apenas durante

incrementos de tempo

O FHWA (2006) associou os tipos de modelos de previsatildeo de desempenho e variaacuteveis

utilizadas para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos (nacional estadual ou projeto) de acordo

com a Tabela 21

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos

Niacutevel de

Gerecircncia

Determiniacutestico Probabiliacutestico

Resposta

Primaacuteria Estrutural Funcional Deterioraccedilatildeo

Curvas de

Sobrevivecircncia

Modelos de Processo de

Transiccedilatildeo

Deflexatildeo Degradaccedilatildeo PSI

Carga Equivalente

Markov Semi-Markov Tensatildeo Condiccedilatildeo do Pavimento

Seguranccedila

Deformaccedilatildeo

Nacional X X X X

Estadual X X X X X X

Projeto X X X X

Fonte FHWA 2006

Os modelos ainda podem ser subdivididos quanto agrave sua natureza conforme descrito

por Haas et al 1994

Puramente Mecaniacutesticos modelos baseados em paracircmetros de respostas estruturais

como tensatildeo deformaccedilatildeo e deflexatildeo Esses modelos natildeo satildeo considerados modelos de

desempenho

36

Mecaniacutestico-Empiacutericos onde o paracircmetro de resposta estrutural eacute relacionado agrave

deterioraccedilatildeo estrutural ou funcional medida sendo obtido por equaccedilotildees de regressatildeo

Esses tipos de modelo satildeo os mais utilizados para fazer a previsatildeo de desempenho de

pavimentos

Empiacutericos ou de Regressatildeo onde a variaacutevel dependente de deterioraccedilatildeo estrutural ou

funcional eacute relacionada a uma ou mais variaacuteveis independentes como suporte do

subleito aplicaccedilotildees de carga por eixo propriedades e espessuras das camadas do

pavimento fatores ambientais e suas interaccedilotildees e

Subjetivo onde a experiecircncia de engenheiros eacute formalizada atraveacutes de processos de

transiccedilatildeo como o processo de Markov que permite a obtenccedilatildeo de modelos de

desempenho mesmo sem seacuterie histoacuterica de dados Este tipo de modelo eacute um caminho

alternativo para o desenvolvimento preliminar de modelos de desempenho onde a

base de dados requerida natildeo eacute extensa e pode ser obtida em etapas de projeto Esta

abordagem pode ser utilizada independentemente da forma desejada para os modelos

(determiniacutestico ou probabiliacutestico)

Existem quatro criteacuterios que devem ser levados em consideraccedilatildeo para o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho (FHWA 2006)

Um banco de dados adequado agraves condiccedilotildees e interesses do sistema

A inclusatildeo de todas as variaacuteveis importantes que afetem o desempenho

Uma formulaccedilatildeo funcional adequada do modelo e

O criteacuterio estatiacutestico adequado de acordo com a precisatildeo requerida para o modelo

Com uma consistente base de dados os modelos de previsatildeo de desempenho tem uma boa

aplicabilidade agrave pavimentaccedilatildeo principalmente quando desenvolvidos para regiotildees especiacuteficas

Eles devem ser desenvolvidos para famiacutelias de pavimentos com caracteriacutesticas

comuns tais como tipo de superfiacutecie classificaccedilatildeo funcional niacuteveis de traacutefego localizaccedilatildeo

geograacutefica e clima A teacutecnica de se separar os pavimentos em famiacutelias eacute uma boa opccedilatildeo

quando a quantidade de dados natildeo eacute significativa (FHWA 2006)

FHWA (2006) afirma que apesar de serem muito utilizados os modelos

determiniacutesticos fornecem vaacuterios erros de resultados por natildeo levarem em consideraccedilatildeo

variaccedilotildees regionais que ocorrem nos pavimentos Essa situaccedilatildeo soacute eacute contornaacutevel com uma

calibraccedilatildeo destes modelos o que requer um extenso banco de dados

Deve-se utilizar de ferramentas estatiacutesticas para avaliar se os resultados fornecidos

pelos modelos satildeo confiaacuteveis A verificaccedilatildeo do ajuste da correlaccedilatildeo entre variaacuteveis

37

independentes contidas nos modelos de desempenho em niacutevel de rede eacute um bom indicador de

sua capacidade de acerto Os modelos determiniacutesticos devem considerar o valor dos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) para cada uma de suas variaacuteveis independentes Quanto

mais se aproximar do valor 1 (um) maior a correlaccedilatildeo entre as variaacuteveis dependentes e

independentes

A Tabela 22 apresenta o que se espera dos paracircmetros de regressatildeo para modelos

elaborados em niacutevel de rede de projeto

Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de

pavimentos

Niacutevel de Anaacutelise

do SGP Rsup2 REMQP

Tamanho da

Amostra

Nuacutemero de

Variaacuteveis

Independentes

Niacutevel de Rede Valores de meacutedio

para baixo

Valores meacutedios

para altos Grande Mais de uma

Niacutevel de Projeto Valores altos Valores baixos Pequena Uma

Obs

Rsup2 rarr coeficiente de determinaccedilatildeo e

REMQP (Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual) rarr erro meacutedio quadrado que eacute o desvio padratildeo do valor determinado

pelo modelo

Fonte FHWA 2006

Como jaacute mencionado fazendo referecircncia a outros autores pode-se citar que Rodrigues

(2003) resume que os modelos de previsatildeo de desempenho tambeacutem podem ser classificados

de duas maneiras diferentes em termos de forma e em termos de sua natureza Em termos de

forma os modelos podem ser determiniacutesticos ou probabiliacutesticos Os modelos determiniacutesticos

preveem um uacutenico nuacutemero para a vida do pavimento ou para seu niacutevel de degradaccedilatildeo ou

ainda para outro paracircmetro indicador de sua condiccedilatildeo indicados para SGP em niacutevel de

projeto Por outro lado os modelos probabiliacutesticos preveem uma distribuiccedilatildeo dos eventos

citados nos modelos determiniacutesticos adequados para SGP em niacutevel de rede

Em termos de sua natureza os modelos podem ser empiacutericos ou mecaniacutestico-empiacuterico

Os modelos empiacutericos satildeo simples correlaccedilotildees entre o desempenho do pavimento e alguns

38

paracircmetros explicativos referentes ao traacutefego e agrave estrutura do pavimento Os modelos

mecaniacutestico-empiacutericos utilizam o universo de dados experimentais apenas para efeito de sua

calibraccedilatildeo e natildeo para o seu desenvolvimento na medida em que sua forma eacute ditada por leis da

Mecacircnica (HAAS et al 1994)

Eacute de suma importacircncia que a teoria desses modelos seja coerente com o que eacute

observado em experimentos planejados onde exista um alto grau de controle dos paracircmetros

envolvidos como nos ensaios de laboratoacuterio em modelos reduzidos e em pistas

experimentais Caso contraacuterio os fatores de calibraccedilatildeo teratildeo pouco significado e as previsotildees

do modelo final teratildeo baixa confiabilidade

Para maximizar os efeitos da gerecircncia de pavimentos o uso de modelos de previsatildeo de

desempenho confiaacuteveis eacute muito importante A seleccedilatildeo de estrateacutegias oacutetimas de manutenccedilatildeo

depende da viabilidade de uso de modelos que reflitam as condiccedilotildees locais (NUNtildeEZ E

SHAHIN 1986)

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho

Para o uso eficiente e otimizado dos recursos de conservaccedilatildeo eacute necessaacuterio estimar as

condiccedilotildees ou o niacutevel de serventia futuros dos pavimentos administrados em determinada rede

rodoviaacuteria Esta estimativa soacute eacute possiacutevel se o planejador ou o engenheiro de pavimentaccedilatildeo

tiver agrave disposiccedilatildeo modelos de previsatildeo de desempenho realistas Estes modelos satildeo

instrumentos tecnoloacutegicos essenciais para a anaacutelise de estrateacutegias alternativas de projetos de

pavimentos (QUEIROZ 1984)

Algumas pesquisas que satildeo realizadas em grande escala para a obtenccedilatildeo de modelos

de previsatildeo de desempenho utilizam simuladores de traacutefego No Brasil existem alguns

simuladores de traacutefego que podem ser utilizados em pistas experimentais em verdadeira

grandeza que aceleram os processos de degradaccedilatildeo do pavimento reduzindo assim o tempo

necessaacuterio para obtenccedilatildeo dos resultados Como destaque temos a pista experimental do

IPRDNER o simulador de traacutefego da UFRGSDAER e o simulador de traacutefego moacutevel ndash HVS

- Simular

Nuntildeez (1997) ressalta que a pista do IPR foi construiacuteda nos anos de 197475 em

forma circular jaacute o simulador de traacutefego de UFRGS eacute do tipo linear como pode ser visto na

Figura 24 Victorino (2008) explica que o simulador da UFRGS desloca-se a uma velocidade

39

de ateacute 20kmh e realiza cerca de 2500 aplicaccedilotildees de carga por dia podendo obter os danos

corridos em uma rodovia com traacutefego meacutedio durante sua vida uacutetil ou periacuteodo de projeto em

ateacute dois meses

Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER

Fonte Azambuja (2004)

O simulador utilizado por Fritzen (2005) em sua pesquisa foi o simulador de traacutefego

moacutevel ndash HVS (Heacutercules Veiacuteculo Simulador) com caracteriacutesticas semelhantes ao simulador da

UFRGSDAER como pode ser visto na Figura 25 uma vez que foi construiacutedo e

desenvolvido pela empresa Cifali com a colaboraccedilatildeo da Universidade Federal do Rio Grande

do Sul O equipamento tem comprimento total de 207 metros poreacutem pode realizar um

comprimento maacuteximo de simulaccedilatildeo de 11 metros tendo um comprimento de simulaccedilatildeo uacutetil de

5 metros Fritzen (2005) comenta ainda que o simulador pode realizar 350 cicloshora sentido

uacutenico e 700 cicloshora em sentidos opostos

Quando a simulaccedilatildeo ocorre em sentido uacutenico o semi-eixo desloca-se no sentido

longitudinal do equipamento havendo contato do pneu com o pavimento somente em um

uacutenico sentido o retorno se daacute com o rodado suspenso Quando a simulaccedilatildeo eacute feita em sentidos

opostos o contato pneu pavimento se daacute tanto na ida quanto na volta Eacute atraveacutes de uma

unidade hidraacuteulica que ocorre a aplicaccedilatildeo de carga que varia de 15kN ateacute 90kN com uma

40

velocidade maacutexima de 9kmh no semi-eixo o que permite acelerar os esforccedilos associados ao

carregamento e simular efetivamente as sobrecargas (FRITZEN 2005)

Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS

Fonte Fritzen (2005)

Silva (2001) diz que o simulador do IPR eacute uma estrutura metaacutelica composta de trecircs

subestruturas treliccediladas com um conjunto de rodas duplas na ponta de cada uma dessas

subestruturas A autora comenta ainda que o simulador pode chegar a uma velocidade de ateacute

80kmh com velocidade meacutedia de operaccedilatildeo de 40kmh Assim eacute possiacutevel ter 1500 aplicaccedilotildees

de carga por hora podendo obter modelos de desempenho em um curto periacuteodo de tempo A

Figura 26 apresenta o simulador de traacutefego circular do IPRDNER

Os melhores modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo aqueles

desenvolvidos diretamente a partir de dados de campo sistematicamente coletados e

analisados sendo que estes dados de observaccedilatildeo de pavimentos restringem o uso do modelo

ao ambiente de avaliaccedilatildeo (PATERSON 1987 apud ALBUQUERQUE 2007)

Estes modelos aleacutem de prever a condiccedilatildeo dos pavimentos conservados com

determinada atividade de manutenccedilatildeo tambeacutem podem ser uacuteteis para comparar

economicamente vaacuterias alternativas de manutenccedilatildeo ajudando no prognoacutestico do desempenho

do pavimento tratado com accedilotildees de manutenccedilatildeo e restauraccedilatildeo que satisfaccedilam restriccedilotildees de

orccedilamento e desempenho (BASIacuteLIO 2002)

41

Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER

Fonte Silva (2001 apud VICTORINO 2008)

Um dos maiores experimentos em todo o mundo e que deu origem a alguns modelos

de previsatildeo de desempenho foram as pistas da AASHO Road Test desenvolvidas na deacutecada

de 1950 Segundo Senccedilo (1997) eram compostas por 6 circuitos apresentando cada uma duas

retas paralelas ligadas por segmentos circulares como pode ser visto na Figura 27 Cada

circuito tinha duas faixas de rolamento solicitadas pelo mesmo carregamento desde o eixo

simples de 9 kN ateacute o eixo tandem de 220 kN

Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test

Fonte Weingroff ndash FHWA

42

Este experimento realizado nas proximidades de Ottawa Illinois teve como objetivo

principal determinar o desempenho das estruturas estudadas sob a accedilatildeo de um traacutefego

especiacutefico Para alcanccedilar este objetivo a equipe da AASHO utilizou diversas teacutecnicas para a

determinaccedilatildeo do iacutendice de desempenho a partir de dados histoacutericos de serventia ao longo do

tempo (VALE 2008)

Vale (2008) menciona tambeacutem que uma das principais contribuiccedilotildees desta pesquisa

estaacute o meacutetodo de dimensionamento de pavimentos baseado no CBR com sua utilizaccedilatildeo em

aeroportos e a introduccedilatildeo do conceito de repeticcedilatildeo de cargas no dimensionamento Outra

contribuiccedilatildeo dada pelo estudo foram os conceitos para o meacutetodo de dosagem Marshall de

misturas asfaacutelticas apoacutes cinco anos de estudos realizados nas pistas

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo de

deterioraccedilatildeo em termos de irregularidade trincas e afundamento de trilhas de rodas para

pavimentos asfaacutelticos em funccedilatildeo da estrutura do pavimento subleito e traacutefego Esta pesquisa

foi realizada utilizando dados coletados de rodovias dos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo

Paulo e Distrito Federal Estes modelos podem ser utilizados em outros locais poreacutem eacute

necessaacuterio fazer uma calibraccedilatildeo dos mesmos para as caracteriacutesticas de onde ele seraacute utilizado

e uma verificaccedilatildeo dos resultados obtidos atraveacutes da coleta contiacutenua de dados

Um tipo mais geral de sistema de trabalho que inclua outros itens de custo (como

drenagem e terraplenagem) eacute melhor representado pelo ―Highway Design and Maintenance

Standards Model (HDM) Este modelo foi desenvolvido com base em uma extensa pesquisa

realizada no Brasil Quecircnia Iacutendia e Ilhas Caribenhas (BASIacuteLIO 2002)

Hudson et al (1979) concluiacuteram que ―a condiccedilatildeo atual de um pavimento eacute dependente

da sua histoacuteria em termos de estrutura carga suportada e fatores ambientais Toda a accedilatildeo

tomada no presente proporcionaraacute efeitos no futuro do pavimento enfatizando assim a

importacircncia de prever o comportamento futuro dos pavimentos para auxiliar a tomada de

decisatildeo do gestor e para tanto faz-se necessaacuterio o uso de modelos de desempenho que

reflitam as condiccedilotildees reais da rede Tais modelos seratildeo mais realistas quando existir uma

contiacutenua retroalimentaccedilatildeo do banco de dados do sistema

Basiacutelio (2002) destaca que os modelos de previsatildeo de desempenho apresentam

normalmente erros nas estimativas de tempo para execuccedilatildeo de serviccedilos de manutenccedilatildeo ou

reabilitaccedilatildeo dos pavimentos Estes erros costumam ser menores quando o pavimento se

aproxima da vida final e maiores quando estatildeo no iniacutecio da vida uacutetil Desta forma os modelos

devem ser periodicamente atualizados e as previsotildees devem restringir-se a periacuteodos em que

se tenha um razoaacutevel grau de confiabilidade (Haas et al 1994) A impossibilidade de incluir

43

todas as variaacuteveis significativas como drenagem qualidade de construccedilatildeo e condiccedilotildees

climaacuteticas colabora tambeacutem para a ocorrecircncia de erros e incertezas nos modelos

(Watanatada et al 1987 Bolivar e Achuacutetegui 1998)

Alguns modelos de previsatildeo de desempenho merecem ser destacados Aleacutem dos

trabalhos jaacute citados desenvolvidos por Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) e

Paterson (1987 apud ALBUQUERQUE 2007) de repercussatildeo internacional que foram com

algumas adaptaccedilotildees incorporados ao sistema HDM outros trabalhos de grande relevacircncia

foram realizados por Marcon (1996) Basiacutelio (2002) e Yshiba (2003) para respectivamente

os Estados de Santa Catarina Paranaacute e Goiaacutes

Benevides (2006) e Albuquerque (2007) mais recentemente tambeacutem realizaram

estudos para a elaboraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho para os Estados do Cearaacute e

Paraiacuteba no Nordeste do Brasil Nakahara (2005) por sua vez elaborou modelos de previsatildeo

para rodovias urbanas de intenso traacutefego pesado na cidade de Satildeo Paulo e Lerch (2003)

desenvolveu modelos avaliando a reduccedilatildeo da irregularidade em pavimentos do Estado do Rio

Grande do Sul Em seguida seratildeo apresentados mais detalhadamente alguns desses modelos

de previsatildeo de desempenho desenvolvidos baseando-se na literatura nacional e internacional

2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos empiacutericos e

mecaniacutestico-empiacutericos a partir de dados de irregularidade entre outros paracircmetros obtidos

nos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo Paulo e Distrito Federal Alguns destes modelos

foram depois atualizados para o procedimento de projeto de reforccedilo DNER-PRO 1591985

(DNER 1985)

O autor desenvolveu 5 modelos de previsatildeo de desempenho para a irregularidade O

primeiro modelo apresentado correlaciona a irregularidade com o nuacutemero estrutural (Equaccedilatildeo

22) Os dois modelos seguintes por sua vez correlacionam a irregularidade com as deflexotildees

dos pavimentos obtidas com a Viga Benkelman (Equaccedilatildeo 23) e com o Dynaflect (equaccedilatildeo

24) E as duas uacuteltimas correlacionam com o nuacutemero estrutural e a deflexatildeo em conjunto

(Equaccedilatildeo 25 para deflexatildeo com a Viga Benkelman e Equaccedilatildeo 26 para deflexatildeo com o

Dynaflect)

44

2

log02240000795013804781log

SNC

NAERQI acum

(Equaccedilatildeo 22)

Rsup2 = 026 e Erro Padratildeo = 013

acumVB NDATRERQI log102275150165527821 5 (Equaccedilatildeo 23)

Rsup2 = 048 e Erro Padratildeo = 1058

acumD NDAPERQI log0248000751004140131503911log

(Equaccedilatildeo 24)

Rsup2 = 032 e Erro Padratildeo = 013

2

5 log10177

log66839303131656312

acumVB

acum

ND

SNC

NATRERQI

(Equaccedilatildeo 25)

Rsup2 = 052 e Erro Padratildeo = 1022

acumDacum ND

SNC

N

APERQI

log0230log

08560

0623004150107202991log

(Equaccedilatildeo 26)

Rsup2 = 036 e Erro Padratildeo = 013

Onde QI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (contagem km)

ER = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (ER = 0 original

ER= 1 restaurado)

A = idade do pavimento desde a construccedilatildeo ou reabilitaccedilatildeo (anos)

Nacum = nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelos fatores de equivalecircncia da AASHTO

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

TR = variaacutevel indicadora do tipo de revestimento (TR = 0 mistura asfaacuteltica TR =

1 tratamento superficial)

45

DVB = deflexatildeo com Viga Benkelman (102mm)

P = porcentagem do pavimento que recebeu reparos de remendos profundos e

DD = deflexatildeo com Dynaflect (0001 polegadas = 00254mm)

Albuquerque (2007) destaca que o fato de o modelo da equaccedilatildeo 22 correlacionando a

irregularidade com o nuacutemero estrutural ter apresentado desempenho insatisfatoacuterio com baixo

coeficiente de determinaccedilatildeo pode ser devido ao meacutetodo de caacutelculo do SNC utilizado Nas

regiotildees monitoradas para o desenvolvimento do modelo o subleito eacute constituiacutedo de solo

lateriacutetico e a utilizaccedilatildeo de valores medidos de ISC que para solos lateriacuteticos satildeo

particularmente baixos acabaram subestimando a capacidade estrutural dos pavimentos

considerada nos modelos e diminuindo sua correlaccedilatildeo com o QI

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson

Fazendo uso de meacutetodos estatiacutesticos de regressatildeo Paterson (1987 apud

ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo dos principais defeitos dos

pavimentos tais como trincamento irregularidade e afundamento de trilha de roda

Para a irregularidade longitudinal dos pavimentos Paterson desenvolveu o modelo

apresentado na Equaccedilatildeo 27

AGEeNESNCIRIIRI 01530

4

994

0 )1(725 (Equaccedilatildeo 27)

Rsup2 = 075

Onde IRI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (m km)

IRI0 = irregularidade longitudinal inicial (m km)

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

NE4 = representa o nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

de 82 tf calculado com fator de carga da AASHTO (milhotildees por faixa)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

46

Para o afundamento de trilha de roda por sua vez Paterson desenvolveu o modelo

apresentado nas Equaccedilotildees 28 e 29

ERMNECOMPSNCAGERDM 4

3025020166001 (Equaccedilatildeo 28)

Rsup2 = 042

Com

CRXMMPRHDEFERM 00158000900384009020

(Equaccedilatildeo 29)

Onde RDM = profundidade meacutedia das trilhas de roda (mm)

COMP = iacutendice de compactaccedilatildeo relativa meacutedia ponderada pela espessura da

camada sendo obtido em Paterson (1987)

DEF = deflexatildeo maacutexima meacutedia medida com viga Benkelman (102mm)

RH = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (RH=0 original

RH=1 restaurado)

MMP = precipitaccedilatildeo meacutedia mensal (m mecircs) e

CRX = aacuterea de trincamento indexado sendo obtido em Paterson (1987)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

2323 Modelos desenvolvidos por Marcon

Reunindo dados de levantamentos de 2500km da malha rodoviaacuteria do Estado de Santa

Catarina Marcon (1996) desenvolveu linhas de tendecircncia de pavimento para paracircmetros

como irregularidade longitudinal deflexotildees maacuteximas meacutedias iacutendice de gravidade global e

afundamento de trilha de roda Os modelos relacionaram o paracircmetro de desempenho do

pavimento com a idade do revestimento ou com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo

padratildeo Os modelos foram desenvolvidos para trecircs diferentes regiotildees geoloacutegicas do estado de

Santa Catarina A regiatildeo denominada por Marcon (1996) como sendo Regiatildeo 2 eacute a que mais

se aproxima das caracteriacutesticas do presente estudo por se tratar de uma regiatildeo cujos solos satildeo

formados pela decomposiccedilatildeo de rochas sedimentares como argilitos siltitos e arenitos

47

Com relaccedilatildeo agraves caracteriacutesticas gerais da composiccedilatildeo de cada pavimento 838 dos

trechos estudados pelo autor apresentam revestimento de CBUQ e 863 do total de trechos

era formada por brita graduada na camada de base Outra caracteriacutestica dos materiais e

camadas que compotildeem os trechos estudados por Marcon (1996) eacute que 452 da extensatildeo

estudada era composta por macadame seco na sub-base semelhante aos estudos desta

pesquisa onde dois dos trecircs trechos tem sub-base de macadame

Para deflexotildees Marcon (1996) desenvolveu para a Regiatildeo 2 os modelos apresentados

na equaccedilatildeo 210 relacionando a defeito ou a deflexatildeo com a idade dos pavimentos e na

Equaccedilatildeo 211 relacionando com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEDEFM 5458328824 (Equaccedilatildeo 210)

Rsup2 = 037

NADEFM 5100192844 (Equaccedilatildeo 211)

Rsup2 = 050

Os dados de irregularidade longitudinal para a Regiatildeo 2 foram ajustados nos modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 212 relacionado com a idade e na Equaccedilatildeo 213 relacionado com

o nuacutemero estrutural

IDADEQI 1635134818 (Equaccedilatildeo 212)

Rsup2 = 029

2146 1005100478325 NANAQI (Equaccedilatildeo 213)

Rsup2 = 032

Para o afundamento de trilha de roda para a Regiatildeo 2 foram desenvolvidos os

modelos das Equaccedilotildees 214 e 215 respectivamente relacionando o afundamento em trilha de

roda com a idade e o nuacutemero estrutural dos pavimentos

48

IDADETRI 2325082281 (Equaccedilatildeo 214)

Rsup2 = 028

NATRI 7100530513 (Equaccedilatildeo 215)

Rsup2 = 026

Para o iacutendice de gravidade global (IGG) para a Regiatildeo 2 foram elaborados os

modelos apresentados na Equaccedilatildeo 216 que relaciona o IGG com a idade e na Equaccedilatildeo 217

com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEIGG 0159120 (Equaccedilatildeo 216)

Rsup2 = 052

2125 1001100276478 NANAIGG (Equaccedilatildeo 217)

Rsup2 = 061

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

TRI = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

IDADE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo

(anos) e

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

Destaca-se nos modelos desenvolvidos por Marcon a praticidade das equaccedilotildees

estando os paracircmetros relacionados somente agrave idade ou ao nuacutemero equivalente mas esta

condiccedilatildeo soacute eacute vaacutelida para gerecircncia em niacutevel de rede e porque a maioria dos pavimentos tinha

estrutura parecida

49

2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio

Basiacutelio (2002) desenvolveu linhas de tendecircncia de desempenho para rodovias do

Estado de Goiaacutes As linhas de tendecircncia foram propostas para dois tipos de revestimento

Tratamento superficial duplo (TSD) e concreto asfaacuteltico (CBUQ) Esta revisatildeo focaraacute apenas

nos resultados obtidos por Basiacutelio (2002) para pavimentos revestidos com CBUQ ou CA jaacute

que no presente trabalho os estudos foram desenvolvidos em trechos com este tipo de

revestimento

Segundo Basiacutelio (2002) os dados obtidos no ano de 2000 pela Agecircncia Goiana de

Transportes e Obras Puacuteblicas (AGETOP 2000) mostram que apenas 114 da malha

rodoviaacuteria pavimentada no estado de Goiaacutes eram pavimentadas com CA Para as camadas de

base e de sub-base foram geralmente utilizados cascalho lateriacutetico pois se tratar de um

material amplamente distribuiacutedo pelo territoacuterio goiano e que apresenta boa capacidade de

suporte com valores de CBR variando mais frequentemente entre 40 e 70

Assim como nos trechos estudados nesta pesquisa Basiacutelio (2002) informou que a

grande maioria dos veiacuteculos que utilizam os trechos monitorados em seu trabalho eacute composta

por veiacuteculos de passeio aproximadamente 73 Os trechos estudados pelo autor

apresentaram espessuras caracteriacutesticas de camadas de solo bem semelhantes as encontradas

neste estudo sendo as camadas de base geralmente de 17cm e 18cm para camadas de sub-

base embora as camadas de revestimento tivessem espessuras de 25cm bem inferiores as

camada encontradas neste trabalho

Foram desenvolvidas por Basiacutelio (2002) linhas de tendecircncia para deflexatildeo (Equaccedilatildeo

218) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 219) afundamento de trilha de roda (Equaccedilatildeo

220) e trincamento (Equaccedilatildeo 221) para os trechos monitorados que apresentaram camadas

de revestimentos compostas por CBUQ

60257109107 7213 NANADEFM (Equaccedilatildeo 218)

Rsup2 = 061

74137102103 6213 NANAQI (Equaccedilatildeo 219)

Rsup2 = 061

50

98141106 7 NAATR (Equaccedilatildeo 220)

Rsup2 = 066

69820101 5 NATRI (Equaccedilatildeo 221)

Rsup2 = 081

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

ATR = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

TRI = porcentagem da aacuterea trincada

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba

Com dados obtidos da malha rodoviaacuteria do Estado do Paranaacute Yshiba (2003) elaborou

modelos estatiacutesticos de deflexatildeo e irregularidade longitudinal para pavimentos originais e

restaurados Tal trabalho teve como base dados histoacutericos da avaliaccedilatildeo funcional e estrutural

das condiccedilotildees da malha rodoviaacuteria neste estado entre os anos de 1995 e 1998

Os pavimentos estudados na pesquisa de Yshiba (2003) eram constituidos de

revestimento em concreto asfaacuteltico com espessuras entre 3 e 10cm base em brita graduada

com espessuras entre 10 e 20cm e sub-base granular com espessuras entre 10 e 30cm sendo

que a regiatildeo do estudo apresenta formaccedilatildeo geoloacutegica de derrame basaacuteltico correspondendo a

42 da aacuterea total do Estado do Paranaacute Para pavimentos com revestimento original foram

obtidos os modelos apresentados na Equaccedilatildeo 222 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 223 para

irregularidade longitudinal

)()(811)(754)(254)(78056 SPIPSPNPIPDEF (Equaccedilatildeo 222)

Rsup2 = 062

51

)()(080)()(090

)(160)(310)(38082

SPIPNPIP

SPNPIPIRI

(Equaccedilatildeo 223)

Rsup2 = 075

Onde DEF = deflexatildeo determinada com a Viga Benkelman (102mm)

IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (m km)

8

13)(

IIP sendo I a idade em anos do revestimento

5

4

10

105)(

NNP

sendo N o nuacutemero de solicitaccedilotildees de traacutefego e

2

55)(

SSP

sendo S o nuacutemero estrutural corrigido

Para pavimentos restaurados por sua vez foram desenvolvidos os modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 224 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 225 para irregularidade

longitudinal

)()(441)(72)(813)(22247 SPNPPSNPIPDEF (Equaccedilatildeo 224)

Rsup2 = 083

)(140)(220)(120372 SPNPIPIRI (Equaccedilatildeo 225)

Rsup2 = 081

Onde as siglas tecircm os mesmos significados anteriores

2326 Modelos desenvolvidos por Benevides

Benevides (2006) elaborou modelos de irregularidade longitudinal com dados de

perfilocircmetro a laser de 72 trechos da malha rodoviaacuteria da regiatildeo Metropolitana de Fortaleza

no Estado do Cearaacute

52

Os 72 trechos escolhidos por Benevides (2006) para realizaccedilatildeo de seu estudo

perfizeram um total de 493946 km de rodovias sendo 42 trechos com revestimento em

Concreto Betuminoso Usinado a Quente - CBUQ perfazendo uma extensatildeo de 235466km

81240 km em Areia Asfalto Usinado a Quente - AAUQ sendo dividida em 10 trechos

monitorados e outros 20 trechos em Tratamento Superficial Duplo ndash TSD com um total de

177240 km O autor mostra ainda em seu trabalho que o volume diaacuterio meacutedio de veiacuteculos nos

trechos em TSD variou entre 4686 e 645 veiacuteculos por dia entre 6430 e 251 veiacuteculos por dia

nos trechos com AAUQ e entre 50062 e 2254 veiacuteculos por dia nos trechos com CBUQ

O autor correlacionou os dados de IRI com o Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento

deflexatildeo nuacutemero estrutural e porcentagem de trincamento As equaccedilotildees que representam tais

modelos satildeo as Equaccedilotildees 226 e 227

63615006410021101410 TFDEFPCIIRI (Equaccedilatildeo 226)

Rsup2 = 086

8441010050081203038 TFNECPCIIRI (Equaccedilatildeo 227)

Rsup2 = 093

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

PCI = Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento ()

DEF = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

NEC = nuacutemero estrutural corrigido obtido por correlaccedilatildeo com a deflexatildeo

determinada com FWD e

TF = porcentagem padratildeo do defeito Trinca por Fadiga ()

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque

Com o objetivo de propor a estruturaccedilatildeo necessaacuteria de um SGP apropriado aos

Estados do Nordeste brasileiro Albuquerque (2007) realizou um denso estudo em sua tese de

doutorado no qual desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho a partir de levantamentos

ocorridos nos Estados da Paraiacuteba e Cearaacute Albuquerque (2007) fez uso de ferramentas

53

estatiacutesticas na elaboraccedilatildeo dos modelos de desempenho Foram desenvolvidos modelos para

revestimentos em mistura asfaacuteltica e tratamento superficial Nesta revisatildeo satildeo apresentados os

elaborados para misturas asfaacutelticas

Para o Estado da Paraiacuteba Albuquerque (2007) teve como objetivo o estudo da malha

rodoviaacuteria estadual sendo que 4318 desta malha eram pavimentadas com pista simples

Albuquerque (2007) obteve no Sistema de Informaccedilotildees Geograacuteficas Aplicado ao

Planejamento Rodoviaacuterio (SIGA do DER-PB) os seguintes dados de 2006 para realizaccedilatildeo do

estudo de sua tese

Contagem classificatoacuteria de traacutefego entre os anos de 1981 e 2002

Ano da ultima intervenccedilatildeo

Tipos e espessuras de camadas de pavimentos

ISC de camadas granulares e subleito

Levantamentos deflectomeacutetricos

IGG

Raio de curvatura entre os anos de 1990 e 1994

Com estes dados o autor citado desenvolveu modelos de previsatildeo de deflexatildeo

(Equaccedilatildeo 228) e de iacutendice de gravidade global (Equaccedilatildeo 229)

)2990095009207473e NSC(

VBD (Equaccedilatildeo 228)

Rsup2 = 091

)460551530313e747 NSC(IGG (Equaccedilatildeo 229)

Rsup2 = 088

Onde DVB = deflexatildeo determinada com Viga Benkelman (102mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

O objetivo de Albuquerque (2007) no estudo realizado no Estado do Cearaacute tambeacutem

foi verificar apenas as rodovias estaduais sendo que este estado apresentava 1085320km de

54

rodovias estaduais e deste total 3897 eram rodovias pavimentadas A Figura 28 apresenta

toda a malha rodoviaacuteria do Cearaacute no ano de 2006

Atraveacutes do Sistema Integrado de Gestatildeo e Manutenccedilatildeo (SIGMA) disponibilizados

pelos DERT-CE Albuquerque (2007) conseguiu a contagem classificatoacuteria dos veiacuteculos nos

anos de 1994 1997 2000 2004 Cadastro com datas de intervenccedilatildeo espessura e tipo de

materiais utilizados Levantamentos deflectomeacutetricos com FWD nos anos de 1998 2002 e

2005 Levantamentos de Irregularidade do pavimento com integrador tipo resposta (IPRUSP)

em 2001 e 2005 e levantamento visual

Com a obtenccedilatildeo destes dados o autor desenvolveu modelos de previsatildeo de

desempenho para deflexatildeo (Equaccedilatildeo 230) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 231) e

iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento (Equaccedilatildeo 232)

)08880326500601067833e NSC(

FWDD (Equaccedilatildeo 230)

Rsup2 = 084

)0046000230001101775e35173 NSC(IRI (Equaccedilatildeo 231)

Rsup2 = 079

NSCPCR 6145314371 (Equaccedilatildeo 232)

Rsup2 = 089

Onde DFWD = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

PCR = iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

A descriccedilatildeo dos paracircmetros representativos das condiccedilotildees climaacuteticas (C) do nuacutemero

estrutural (S) e do nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees (N) eacute encontrada no trabalho de

Albuquerque (2007)

55

2328 Modelo desenvolvido por Lerch

Lerch (2003) desenvolveu modelo de avaliaccedilatildeo da reduccedilatildeo da irregularidade

longitudinal apoacutes aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo em nove trechos de rodovias do Estado do

Rio Grande do Sul Foram monitorados aproximadamente 265km com registros de

irregularidade antes e apoacutes o recapeamento das rodovias Os valores obtidos foram

comparados com valores previstos pelos modelos lineares e bilineares propostos pelo

programa HDM-4 do Banco Mundial

Os dados utilizados por Lerch (2003) foram coletados pela Coordenadoria de

Programas Especiais (CPROESP) e pela Unidade de Normas e Pesquisas (UNP) sendo

cedidos estes dados pelo Departamento Autocircnomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do

Sul (DAER-RS) No CPROESP foi coletado dados histoacutericos dos pavimentos condiccedilotildees

estruturais e funcionais de rodovias localizadas na metade norte do RS bem como as

condiccedilotildees superficiais e da classificaccedilatildeo tanto qualitativa como quantitativa do traacutefego

Jaacute na UNP foram coletados dados das condiccedilotildees superficiais dos pavimentos

principalmente quanto agrave irregularidade longitudinal apoacutes a execuccedilatildeo das obras de manutenccedilatildeo

dos trechos A Tabela 23 apresenta algumas caracteriacutesticas dos trechos estudados pelo autor

citado

Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Continua

56

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Fonte Lerch (2003)

Pelo fato de Lerch (2003) ter utilizado o programa HDM-4 foi necessaacuterio dividir os

trechos em segmentos Foram estabelecidas 14 redes de segmentos homogecircneos contendo

todas as seccedilotildees de mesmas caracteriacutesticas iniciais (antes da manutenccedilatildeo) e finais (mesma

espessura de recapeamento) como pode ser observado na Tabela 24

Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003)

REDE TIPO DE BASEMATERIAL DO

REVESTIMENTO ANTERIORRESTAURACcedilAtildeO EMPREGADA

1 Recape de 30cm de CBUQ

2 Recape de 40cm de CBUQ

3 Recape de 50cm de CBUQ

4 Recape de 60cm de CBUQ

5 Recape de 80cm de CBUQ

6Reperfilagem de 20cm + Recape

de 40cm de CBUQ

7 Recape de 30cm de CBUQ

8 Recape de 40cm de CBUQ

9 Recape de 60cm de CBUQ

10 Recape de 40cm de CBUQ

11 Recape de 60cm de CBUQ

12Reperfilagem de 20cm + Recape

de 50cm de CBUQ

13Reperfilagem de 20cm + Recape

de 60cm de CBUQ

14 Estabilizada Tratamento Superficial Duplo Recape de 40cm de CBUQ

Granular

Tratamento Superficial Duplo

Concreto Betuminoso Usinado a

Quente (CBUQ)

Preacute Misturado a Frio (PMF)

Fonte Lerch (2003)

57

Das 14 redes estudadas por Lerch (2003) apenas 5 natildeo necessitaram de ajustes nos

paracircmetros das equaccedilotildees de previsatildeo de desempenho do programa HDM-4 Isso ocorreu

devido o fato de que o modelo linear ou o bilinear previam valores proacuteximos aos medidos as

demais redes sofreram algum tipo de ajuste nos paracircmetros das suas equaccedilotildees Com o auxilio

do software ESTATISTICA o autor obteve o modelo de regressatildeo linear muacuteltipla que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 233

173870310 antesIRIESPIRI (Equaccedilatildeo 233)

Rsup2 = 097

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal com a

aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo (mkm)

ESP = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes do reforccedilo (mkm)

2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara

Nakahara (2005) realizou um estudo experimental sobre o desempenho de reforccedilos de

pavimentos asfaacutelticos executados na Avenida Bandeirantes via urbana com elevado volume

de traacutefego comercial pesado localizada no municiacutepio de Satildeo Paulo Nos dados histoacutericos da

construccedilatildeo da Avenida Bandeirantes o autor verificou que o iniacutecio das obras nesta avenida foi

em dezembro de 1969 com a realizaccedilatildeo de 33 furos de sondagem e foi observado que a

maioria destes furos mostrou a presenccedila de argila orgacircnica na regiatildeo da avenida

Nos furos onde os solos apresentaram capacidade de suporte acima de CBR=10 o

sub leito destes locais foi aproveitado como camada de sub-base apoacutes a escarificaccedilatildeo e a

compactaccedilatildeo na espessura de 20cm Nos trechos onde houve necessidade de substituiccedilatildeo do

solo o material importado foi retirado de uma jazida e teve sua classificaccedilatildeo como uma argila

arenosa do Tipo A-6 com Limites de Liquidez de 312 Iacutendice de Plasticidade de 11 e ISC

de 11 Posteriormente foi dimensionado o pavimento da Avenida Bandeirante sendo que as

espessuras meacutedias obtidas para cada camada estatildeo apresentadas na Figura 28

58

Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004

Fonte Nakahara (2005)

Segundo Nakahara (2005) em 1978 a Prefeitura Municipal de Satildeo Paulo realizou obras

de recapeamento asfaacuteltico em toda a extensatildeo da avenida poreacutem natildeo foi mencionado no

trabalho as espessuras colocadas no trecho Em 1991 e 1992 a Avenida Bandeirantes passou

por uma nova intervenccedilatildeo onde foi realizada a fresagem e a construccedilatildeo de camadas de

reforccedilo e a reconstruccedilatildeo da camada de base de alguns trechos Jaacute no ano de 1995 a avenida

passou por um processo de manutenccedilatildeo corretiva com a execuccedilatildeo de remendos superficiais

em defeitos isolados (tapa buracos)

Nos anos de 2002 e 2003 a Avenida Bandeirantes passou novamente por um processo

de restauraccedilatildeo uma vez que esta estava bastante deteriorada e contava com um volume diaacuterio

meacutedio de caminhotildees de 10810 no sentido Rodovia dos Imigrantes e 8338 no sentido

Marginal Pinheiros Para a realizaccedilatildeo das intervenccedilotildees a avenida foi dividida em 2 trechos

sendo que no Trecho 1 foram realizadas apenas correccedilotildees superficiais e construccedilatildeo de

camadas de reforccedilo no Trecho 2 aleacutem das medidas corretivas foram realizadas reconstruccedilatildeo

da camada de base ou do pavimento em alguns trechos na faixa da direita na pista em sentido

Marginal Pinheiro (NAKAHARA 2005)

O autor comenta ainda que antes da restauraccedilatildeo os pavimentos dos trechos foram

fresados ateacute profundidades iguais agraves espessuras de reforccedilo que no sentido Rodovia dos

Imigrantes variaram de 5 a 20 cm no Trecho 1 e variaram de 5 a 22 cm no Trecho 2 Jaacute no

sentido Marginal Pinheiro as espessuras de reforccedilo foram de 5 cm no Trecho 1 e variaram de

5 a 15 cm no trecho 2

59

Para o desenvolvimento da pesquisa foram monitorados os pavimentos durante quatro

anos desde a mais recente restauraccedilatildeo executada na eacutepoca Para a irregularidade obteve-se

modelo para a variaccedilatildeo da irregularidade apoacutes a restauraccedilatildeo (Equaccedilatildeo 234) e para a evoluccedilatildeo

da irregularidade (Equaccedilotildees 235 236 e 237)

antesref IRIhIRI 862010203832 (Equaccedilatildeo 234)

Rsup2 = 090

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

com a aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo

href = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes da aplicaccedilatildeo do reforccedilo

(mkm)

NDREFIRI

910800708604970

1

(Equaccedilatildeo 235)

idadeREFIRI

e10290903104860

13

(Equaccedilatildeo 236)

AA NNDREFIRI

ln012010570107606750

18

(Equaccedilatildeo 237)

Onde IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

REF = variaacutevel indicadora da espessura de reforccedilo (-1 se href lt10cm ou 0 se href

ge10cm)

D = deflexatildeo medida com o FWD (mm)

N = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

do DNER em eixos-padratildeodia

idade = idade do pavimento desde a restauraccedilatildeo (anos)

NA = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

da AASHTO em eixos-padratildeodia

60

Tambeacutem foram desenvolvidos por Nakahara (2005) modelos de previsatildeo de

desempenho para o iniacutecio e evoluccedilatildeo do trincamento

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello

Vitorello (2008) baseado em um estudo experimental na BR-290RS para segmentos

construiacutedos entre os anos 2000 e 2007 (a estrutura contempla 8cm de revestimento asfaacuteltico

15cm de base 30cm de sub-base e 60cm de camada de reforccedilo) desenvolveu tendecircncias de

comportamento do pavimento (Equaccedilotildees 238 a 240) as mesmas foram comparadas aos

modelos de previsatildeo de desempenho desenvolvidos em outras pesquisas Para a irregularidade

e o afundamento de trilha de roda as tendecircncias apresentadas neste estudo comportaram-se

significativamente semelhantes as de outros modelos Por outro lado para a tendecircncia

referente agraves deflexotildees nenhum dos modelos desenvolvidos em estudos anteriores apresentou

comportamento similar ao encontrado na pesquisa evidenciando a importacircncia do

desenvolvimento de modelos particulares para cada rodovia e estrutura

acumNDEF 6518747 (Equaccedilatildeo 238)

Rsup2 = 046

iNQI acum 8158203519 (Equaccedilatildeo 239)

Rsup2 = 051

acumNATR 560362 (Equaccedilatildeo 240)

Rsup2 = 050

Onde DEF = deflexatildeo maacutexima (102mm)

Nacum= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da AASHTO

QI = Coeficiente de irregularidade longitudinal do pavimento (contagemkm)

ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

i = 0 segmento sem intervenccedilatildeo e i = 1 segmento com intervenccedilatildeo

61

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves

Gonccedilalves (2002) desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho para afundamento

em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada Sua pesquisa foi desenvolvida atraveacutes da

construccedilatildeo de duas pistas experimentais que foram submetidas a ensaios acelerados com o

simulador linear de traacutefego da UFRGS tendo espessuras de 50 cm de reforccedilo do subleito em

argila 15 cm de base em Brita Graduada Simples e 4 cm de revestimento sendo uma com

ligante modificado com poliacutemero e outra com CAP-20

Os modelos encontrados para a estrutura que continha revestimento asfaacuteltico com

ligante modificado com poliacutemero estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 241 e 242 para

afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada respectivamente

(Equaccedilatildeo 241)

Rsup2 = 098

(Equaccedilatildeo 242)

Rsup2 = 096

Jaacute para o trecho com revestimento realizado com ligante convencional CAP-20

Gonccedilalves (2002) encontrou os modelos mostrados nas Equaccedilotildees 443 e 444 respectivamente

para afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada

(Equaccedilatildeo 243)

Rsup2 = 097

(Equaccedilatildeo 244)

Rsup2 = 099

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

TRI = Porcentagem de Aacuterea Trincada

Nacum= nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

496300177048870 NATRSBS

1926151011 NTRI SBS

974704

20 10321

NTRI CAP

37110

20 117010310

NxATRCAP

62

23212 Modelos desenvolvidos por Franco

Franco (2007) em sua tese de doutorado compilou o banco de dados existente na

UFRJ de ensaios de carga repetida agrave tensatildeo controlada realizados no laboratoacuterio de

pavimentaccedilatildeo da COPPE e de outros publicados em diversos trabalhos teacutecnicos e cientiacuteficos

para obter os modelos de previsatildeo de fadiga das misturas asfaacutelticas Foram analisados pelo

autor os resultados de 536 ensaios em misturas asfaacutelticas com ligantes tradicionais 51 ensaios

em misturas com ligantes modificados por poliacutemero do tipo SBS ou EVA e 88 ensaios de

misturas com asfalto borracha

Os dados consultados por Franco (2007) foram as dimensotildees do corpo de prova o

percentual de niacutevel de tensatildeo aplicada a carga aplicada (kgf) a pressatildeo aplicada (kgfcmsup2) a

deformaccedilatildeo especiacutefica resiliente a diferenccedila de tensotildees (MPa) o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga o moacutedulo de resiliecircncia meacutedio (MPa) e a Tensatildeo de traccedilatildeo estaacutetica maacutexima (MPa)

Com estes dados foram apresentados dois modelos relacionando a tensatildeo de traccedilatildeo na

camada asfaacuteltica e o desempenho agrave fadiga A Equaccedilatildeo 245 eacute aplicaacutevel a misturas

convencionais a Equaccedilatildeo 246 a ligantes modificados com SBS ou EVA e a Equaccedilatildeo 247

para ligantes asfalto borracha

(Equaccedilatildeo 245)

Rsup2 = 0805

(Equaccedilatildeo 246)

Rsup2 = 0813

(Equaccedilatildeo 247)

Rsup2 = 0676

Onde N= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da USACE

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (MPa)

7408212

6 11109041

MrfclN

t

49317983

7 11104554

MrfclN

t

91811033

3 1110267

MrfclN

t

63

fcl = fator campo laboratoacuterio para aplicaccedilatildeo praacutetica Franco (2007) recomenda o

valor de 10000 advindo das pesquisas de Pinto (1991)

23213 Modelos da Shell Oil

O modelo de fadiga que atualmente eacute conhecido como modelo da Shell foi

desenvolvido por Shook et al (1982 apud HUANG 1993) Os dados utilizados pelo autor

para o desenvolvimento do modelo foram obtidos de ensaios de flexatildeo repetida de vigotas a

deformaccedilatildeo controlada Como o modelo eacute parte de um meacutetodo de dimensionamento acredita-

se que esteja calibrado para as condiccedilotildees especiacuteficas do meacutetodo da Shell (FRANCO 2004)

Do modelo originalmente desenvolvido em 1978 os autores substituiacuteram o moacutedulo de

rigidez pelo moacutedulo dinacircmico e eliminaram o paracircmetro teor de asfalto como variaacutevel de

entrada generalizando ainda mais a forma do modelo As alteraccedilotildees resultaram na Equaccedilatildeo

248

(Equaccedilatildeo 248)

Onde N = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

E = Moacutedulo dinacircmico (psi)

Para o caso da deformaccedilatildeo permanente no subleito a Shell Oil apresenta dois modelos

com confiabilidade de 85 e 95 conforme Equaccedilotildees 249 e 250 respectivamente

(Equaccedilatildeo 249)

(Equaccedilatildeo 250)

Onde v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

3632671506850

EN t

2502 )(1012 fv N

2102 )(1091 fv N

64

Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

23214 Modelo desenvolvido por Pinto

Pinto (1991) sugeriu um modelo baseado em 82 ensaios de fadiga agrave tensatildeo controlada

de seis misturas asfaacutelticas O meacutetodo de ensaio utilizado foi o de compressatildeo diametral com

aplicaccedilatildeo de 60 pulsos de carga por minuto e 014 segundos de duraccedilatildeo da aplicaccedilatildeo da carga

repetida

O modelo desenvolvido por Pinto (1991) que fornece o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga necessaacuterio para a ruptura do corpo-de-prova estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 251

(Equaccedilatildeo 251)

Rsup2 = 0676

Onde Nacum= vida de fadiga em laboratoacuterio

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (kgfcm2)

Pinto (1991) realizou a calibraccedilatildeo do seu modelo com base em observaccedilotildees e anaacutelises

do comportamento no campo de trechos da rodovia BR-101 definindo curvas para estimar os

valores miacutenimos e maacuteximos do fator campo - laboratoacuterio para o seu modelo associados agrave

deformaccedilatildeo especiacutefica inicial e agraves diferenccedilas de tensotildees no revestimento dos trechos da

rodovia analisados Atualmente diversos oacutergatildeos e institutos de pesquisa vecircm utilizando o

coeficiente fcl igual a 10000 como fator campolaboratoacuterio para esse modelo que

corresponde a cerca de 20 da aacuterea trincada do pavimento a uma temperatura de 54ordmC

23215 Modelos do Asphalt Institute

0330652

9 1110079

MrN

t

65

O modelo apresentado na Equaccedilatildeo 252 faz parte do manual de dimensionamento de

pavimentos de rodovias e ruas do Instituto do Asfalto dos Estados Unidos ndash MS-1 de 1969 e

reeditado pela nona vez em 1991

854029133 ||)(103254418 ECN tf (Equaccedilatildeo 252)

Onde C= 10M

Onde asfV = o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV = o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

= o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E = moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica (psi)

Este modelo de fadiga foi desenvolvido a partir de um conjunto de dados obtidos de

ensaios de laboratoacuterio realizados agrave tensatildeo controlada em flexatildeo repetida e calibrada com

dados de seccedilotildees selecionadas da AASHTO Road Test O fator 184 na equaccedilatildeo pode ser

entendido como fator de calibraccedilatildeo campo-laboratoacuterio que permite estimar o nuacutemero miacutenimo

de repeticcedilotildees de carga de eixo simples equivalente de 80kN para que o pavimento acumule

um dano equivalente a uma aacuterea trincada por fadiga de pelo menos 20 em relaccedilatildeo agrave aacuterea

total (Asphalt Institute 1994)

Ainda o Asphalt Institute apresenta um modelo para deformaccedilatildeo permanente do

subleito (Equaccedilatildeo 253)

(Equaccedilatildeo 253)

Onde Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

690844

asfar

asf

VV

VM

474

9 1103651

v

fN

66

23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG)

Um modelo baseado no modelo do Instituto do Asfalto eacute o utilizado no Guia de

Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) poreacutem este modelo eacute apresentado com uma nova

calibraccedilatildeo determinada por otimizaccedilatildeo numeacuterica e por outros modos de comparaccedilatildeo de dados

Tal modelo leva em consideraccedilatildeo a espessura da camada de revestimento o que natildeo eacute

observado nos demais modelos admitindo que a espessura influencia no mecanismo de

ruptura por fadiga do revestimento O modelo tem o formato apresentado nas Equaccedilotildees 254 e

255

2811

94923

1

11004320

ECkN

t

f

(Equaccedilatildeo 254)

Onde MC 10

690844

asfar

asf

VV

VM

(Equaccedilatildeo 255)

Onde asfV eacute o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV eacute o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

eacute o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t eacute a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E

eacute o moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica em psi

O paracircmetro

1k foi inserido no modelo para prever uma correccedilatildeo no dano de fadiga

devido ao efeito da espessura da camada asfaacuteltica O paracircmetro

1k pode ser obtido por meio

das Equaccedilotildees 256 e 257 dependendo se o tipo de fadiga ocorre da base da camada para o

topo ou do topo para a base (trincamento longitudinal) respectivamente

Para o trincamento da base para o topo

67

)4930211(

1

1

00360200003980

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 256)

Para o trincamento do topo para a base

)7357554430(

1

1

8442900010

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 257)

Onde hac = eacute a espessura total da camada asfaacuteltica

As duas previsotildees satildeo realizadas concomitantemente desde que ocorram tensotildees de

traccedilatildeo nos pontos criacuteticos no periacuteodo de anaacutelise para o carregamento selecionado

O Guia de Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) ainda desenvolveu modelos que

estimam a aacuterea trincada a partir do dano de fadiga calculado As funccedilotildees de transferecircncia

como os modelos foram chamados estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 258 e 259

Para o trincamento da base para o topo

60

1

1

6000)100(log 10

2

1 DCCbottom

eFC (Equaccedilatildeo 258)

Onde bottomFC = o trincamento da base para o topo

D = eacute o dano da fadiga da base para o topo

2

1 2 CC 8562

2 )1(408742 hacC

Para o trincamento do topo para a base

)5610(

1

1000)100(log4182 10

Dbottome

FC (Equaccedilatildeo 259)

Onde FCbottom = o trincamento do topo para a base ftmiles

D = eacute o dano da fadiga do topo para a base

68

A calibraccedilatildeo dos modelos de fadiga foi realizada com base em informaccedilotildees e dados de

observaccedilatildeo ao longo do tempo de 82 trechos experimentais localizados em 24 estados

americanos e canadenses A maioria dos trechos avaliados pertence ao programa LTPP (Long

Term Pavement Performance) de instrumentaccedilatildeo e acompanhamento de diversas seccedilotildees de

rodovias americanas que produz um banco de dados bastante amplo de informaccedilotildees sobre as

propriedades e desempenho dos pavimentos (FRANCO 2007)

23217 Modelo da FHWA

Ainda para a fadiga do revestimento pode-se utilizar o modelo do FHWA (2006)

desenvolvido a partir de dados obtidos nas pistas experimentais da AASHO Road Test O

modelo de previsatildeo estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 260

(Equaccedilatildeo 260)

Onde N= vida de fadiga em termos de NAASHTO

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs

Trichecircs (1993) em seu doutoramento estudou a influecircncia do consumo de cimento da

granulometria do tempo de cura e da energia de compactaccedilatildeo no desempenho de CCR

(Concreto Compactado com Rolo) O autor buscou contemplar a utilizaccedilatildeo do CCR em duas

estruturas baacutesicas Camadas de baserevestimento e camadas de base revestida com Concreto

Betuminoso Usinado a Quente

Durante a realizaccedilatildeo de seus ensaios Trichecircs (1993) verificou que a partir do inicio da

realizaccedilatildeo dos ensaios ateacute atingir 10 da vida de fadiga havia um acreacutescimo acelerado de

5123

6 1100921

t

N

69

deformaccedilotildees no corpo de prova que poderia ser devido agrave acomodaccedilatildeo do CP no dispositivo

de aplicaccedilatildeo de carga ou devido a energia consumida na reativaccedilatildeo de fissuras preacute-existente

A partir dos 10 e ateacute atingir de 50 a 70 da vida de fadiga a energia de cada ciclo se

mantinha quase constante com uma pequena taxa de crescimento nas deformaccedilotildees

O autor menciona ainda que acima de 50 a 70 da vida de fadiga jaacute consumida era

possiacutevel observar novamente uma aceleraccedilatildeo na taxa de crescimento das deformaccedilotildees no

corpo de prova Nos ensaios em que era realizado o acompanhamento do crescimento de

trincas era a partir deste momento que as trincas iniciavam sua propagaccedilatildeo Este

comportamento indica que o dano unitaacuterio por fadiga natildeo eacute linear

A partir destes dados o autor desenvolveu modelos de fadiga para CCR com

consumos de cimento de 120kgm3 e 200kgm

3 apresentados nas Equaccedilotildees 261 e 262

respectivamente

(Equaccedilatildeo 261)

(Equaccedilatildeo 262)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23219 Modelo desenvolvido por Balbo

Balbo (1993) desenvolveu com materiais do estado de Satildeo Paulo uma pesquisa

laboratorial que definiu os paracircmetros elaacutesticos e resistentes de uma mistura de Brita

Graduada Tratada com Comento (BGTC) A mistura realizada pelo autor foi feita com uma

curva granulomeacutetrica na faixa B da especificaccedilatildeo de materiais para BGTC projetada pela

ABNT (1990) e com teor de cimento de 4 em relaccedilatildeo ao peso total de agregados mantido

constante para todos os corpos de prova

O autor obteve o teor de umidade das misturas atraveacutes da preparaccedilatildeo de algumas

misturas variando a quantidade de aacutegua com isso verificou a umidade oacutetima por meio de

compactaccedilatildeo na energia intermediaacuteria Para a fabricaccedilatildeo dos corpos de prova foi realizado

RTN 0741591114log10

RTN 5181331014log10

70

compactaccedilatildeo na energia modificada que segundo o autor era indicado como padratildeo para o

material

Apoacutes as moldagens os corpos de prova eram mantidos nos moldes ciliacutendricos

tampados por sete dias para cura da BGTC posteriormente eram desmoldados e mantidos em

compartimento fechado no laboratoacuterio com umidade relativa do ar e temperatura controlada

de 60 e 21ordmC respectivamente Posteriormente realizou ensaios de moacutedulo de elasticidade

resistecircncia agrave compressatildeo resistecircncia agrave traccedilatildeo e fadiga por solicitaccedilotildees agrave traccedilatildeo Para BGTC o

modelo de fadiga encontrado por Balbo (1993) esta apresentado na Equaccedilatildeo 263

(Equaccedilatildeo 263)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23220 Modelo desenvolvido por Rossato

Rossato (2015) utilizou materiais da Avenida Heacutelvio Basso que fez parte deste estudo

como um dos trechos monitorados para desenvolver um modelo de previsatildeo de vida de fadiga

em laboratoacuterio O autor coletou agregado e ligante asfaacuteltico utilizado na mistura asfaacuteltica

colocada na pista e avaliou o fenocircmeno de fadiga e das propriedades elaacutesticas da mistura em

diferentes temperaturas Aleacutem disso o autor utilizou ligante asfaacuteltico modificado com

poliacutemero do tipo SBS com propriedades superiores ao utilizado na pista para realizar um

comparativo da melhoria que ocorre na mistura quando utilizado outro ligante com

propriedades melhores

Durante seu estudo Rossato (2015) avaliou o desempenho da mistura asfaacuteltica nas

temperaturas de 10ordmC 25ordmC e 35ordmC com misturas moldadas em laboratoacuterio seguindo as

caracteriacutesticas de campo com uma pequena alteraccedilatildeo no teor de ligante da mistura descrita no

projeto devido a dosagem realizada no laboratoacuterio que encontrou um teor ideal de 69 de

ligante na mistura Este teor foi o mesmo utilizado para realizaccedilatildeo de alguns ensaios

necessaacuterios para caracterizaccedilatildeo da mistura no presente trabalho

RTN 6081613717log10

71

Ao realizar o ensaio para encontrar a vida de fadiga da mistura em laboratoacuterio que foi

moldada com um ligante 5070 convencional o autor encontrou o modelo apresentado na

Equaccedilatildeo 264

0752514110 103192 MRxN tf

(Equaccedilatildeo 264)

Rsup2 = 071

Onde Nf = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

MR = Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa)

Contudo os modelos apresentados na revisatildeo bibliograacutefica expressatildeo de forma

adequada as caracteriacutesticas e expectativas esperadas no desempenho dos pavimentos

estudados por cada autor Os modelos apresentados pela literatura estudada obtidos a partir

de dados de trechos monitorados mostrou que com um banco de dados amplo eacute possiacutevel o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho que mostram de forma adequada o

que poderaacute acontecer com os pavimentos a medida que os mesmos satildeo solicitados desde que

obedeccedilam as caracteriacutesticas de materiais clima e tipo de construccedilatildeo de cada pavimento

Jaacute para os modelos estudados em laboratoacuterio verifica-se que os mesmos representam

adequadamente o que se espera de cada material empregado em campo da mesma forma que

os modelos encontrados em trechos monitorados Poreacutem os modelos obtidos em laboratoacuterio

necessitam de um fator campolaboratoacuterio que relacione os valores obtidos no laboratoacuterio

com os valores obtidos em campo conseguindo assim mostrar a expectativa de durabilidade

de um material quando empregado em campo

3 METODOLOGIA

Neste capitulo seraacute mostrado todo o processo de metodologia empregado no

desenvolvimento do trabalho desde a localizaccedilatildeo dos trecircs trechos monitorados a parte de

coleta de materiais empregados em cada uma das camadas caracterizaccedilatildeo destes materiais

acompanhamento na construccedilatildeo das camadas e monitoramento dos trechos atraveacutes de ensaios

perioacutedicos

Foram realizadas contagem quantitativa e classificatoacuteria do traacutefego que solicitou cada

um dos trechos monitorados avaliaccedilotildees funcionais com ensaios de Macrotextura

Microtextura International Friction Index (IFI) e International Roughness Index (IRI) Aleacutem

disso foram realizadas as avaliaccedilotildees estruturais com ensaios de Afundamento em Trilha de

Roda (ATR) levantamento visual de defeitos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman e

Falling Weight Deflectometer (FWD) Para cada um destes paracircmetros encontrou-se modelos

de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do numero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

31 PLANEJAMENTO

Esta pesquisa consiste na implantaccedilatildeo e monitoramento de trechos experimentais

dentro do qual a UFSM eacute parceira da REDE TEMAacuteTICA DO ASFALTO da PETROBRAS

para determinaccedilatildeo e calibraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho que daratildeo margem a

elaboraccedilatildeo de um meacutetodo de dimensionamento de pavimentos asfaacutelticos adaptado agraves

diferentes condiccedilotildees climaacuteticas geoloacutegicas e de traacutefego do Brasil

Para tanto acompanhou-se a efetiva implantaccedilatildeo de trecircs trechos experimentais com

seu subsequente monitoramento A avaliaccedilatildeo nas diferentes etapas preacute-execuccedilatildeo execuccedilatildeo e

poacutes-execuccedilatildeo (apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego) foram sendo realizadas conforme indicaccedilotildees da

Rede Temaacutetica de Asfalto (2012) no Manual de Execuccedilatildeo de Trechos Monitorados

Buscou-se estudar algumas variaacuteveis relevantes na pesquisa como tipos de estruturas

diferentes materiais empregados nos trechos de locais diferentes bem como o tipo de

intervenccedilatildeo realizada em cada trecho (um trecho de restauraccedilatildeo e dois trechos de implantaccedilatildeo

de uma estrutura nova) Na Figura 31 eacute apresentado o fluxograma da metodologia da

pesquisa

74

Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa

32 TRECHOS MONITORADOS

Os trecircs trechos monitorados encontram-se na regiatildeo central do estado do Rio Grande

do Sul no municiacutepio de Santa Maria como pode ser visto nas Figuras 32 e 33 O municiacutepio

localiza-se a uma altitude meacutedia de 113 metros acima do niacutevel do mar e segundo Boeira

(2014) esta regiatildeo possui uma formaccedilatildeo geoloacutegica com um tipo de Rocha Vulcacircnica Aacutecida

(Riodacito) sendo este tipo de rocha que se utilizou na formaccedilatildeo das camadas dos trechos

Figura 32 Rio Grande do Sul Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

4 Fonte Google Earth Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

Escolha dos trechos a serem monitorados

Acompanhamento da construccedilatildeo

e coleta de materiais

Caracterizaccedilatildeo dos materiais Monitoramento

Macrotextura Microtextura IRI ATR Levantamento de defeitos Deflexatildeo

IFI Perfilocircmetro

Laser Treliccedila Viga

Benkelman FWD

Modelos de previsatildeo de desempenho

75

O primeiro trecho monitorado (Trecho 1) eacute conhecido como Avenida Roraima um

segmento de restauraccedilatildeo o segundo trecho eacute a Avenida Heacutelvio Basso (Trecho 2) uma pista

nova que foi implantada para a duplicaccedilatildeo de uma via existente e o terceiro trecho localizado

na BR-158 iniciando no km 330 conhecido como Trevo dos Quarteacuteis (Trecho 3) que tambeacutem

eacute uma duplicaccedilatildeo da rodovia existente Todos os trechos podem ser considerados como

trechos de confluecircncia urbana localizados no periacutemetro urbano de Santa Maria onde estaacute

localizada a UFSM Suas localizaccedilotildees podem ser melhor visualizadas na Figura 34

Trevo dos Quarteacuteis Av Heacutelvio Basso Av Roraima UFSM

Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados

Fonte Google Earth

Para todos os trechos foi realizada a caracterizaccedilatildeo de cada uma das camadas

constituintes do pavimento desde as mais inferiores de solo do subleito ateacute o revestimento

bem como levantamentos de traacutefego e ensaios de desempenho do pavimento em serviccedilo

Para maior conhecimento da regiatildeo onde se encontram os trechos monitorados

buscaram-se dados de temperatura e pluviometria no Instituto Nacional de Meteorologia

(INMET) que indica que entre os anos de 2000 a 2014 a cidade de Santa Maria recebeu

precipitaccedilatildeo anual meacutedia em torno de 1700 mm e temperaturas maacuteximas meacutedias de 256ordmC e

temperaturas miacutenimas meacutedias de 148ordmC A Figura 35 apresenta os valores meacutedios das

temperaturas maacuteximas e miacutenimas bem como os valores de precipitaccedilotildees anuais entre os anos

de 2000 a 2014

76

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0

5

10

15

20

25

30

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Pre

cip

itaccedil

atildeo A

nu

al (

mm

)

Tem

per

atu

ra ordm

C

Ano

Maacutexima

Meacutedia

Miacutenima

Meacutedia

Precipitaccedilatildeo

Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014

321 Avenida Roraima

O trecho estaacute localizado na cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul

sendo que sua posiccedilatildeo fica na saiacuteda da Universidade Federal de Santa Maria com o trecho

iniciando na latitude 29ordm42rsquo1935rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5732 Sul e terminando na

latitude 29ordm42rsquo109rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5594rsquorsquo Sul como pode ser visto na Figura 36

Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

Fonte Google Earth

77

Este trecho constituiacutedo de uma via de pista dupla preexistente com extensatildeo de 240m

e apresentava inuacutemeros defeitos como por exemplo panelas trincas interligadas exsudaccedilatildeo

ondulaccedilotildees entre outros sendo que o valor do IGG (Iacutendice de Gravidade Global) era de 240

o que qualificou o pavimento como sendo peacutessimo havendo a necessidade de ser restaurado

O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo argiloso juntamente com uma

base granular de BGS (brita graduada simples) de aproximadamente 17 cm Sobre a BGS

havia um revestimento de concreto asfaacuteltico (CA) com uma espessura meacutedia de 5 cm no qual

foi assente sobre ela uma nova camada de revestimento asfaacuteltico de 5cm Foram realizadas

apenas tapas buracos nos locais onde haviam panelas sem ser realizado qualquer tipo de

remoccedilatildeo do revestimento antigo antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico

A pista de rolamento possui uma largura de 750 metros dividida em duas faixas de

rolamento no mesmo sentido A estrutura do pavimento estaacute apresentada na Figura 37 Este

trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do traacutefego apoacutes sua restauraccedilatildeo na data de 03 de

dezembro de 2012

SUBLEITO

55

17

BGS

REVESTIMENTO VELHO

REVESTIMENTO NOVO

REVESTIMENTO ANTIGO

Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima

3211 Contagem de Traacutefego

A contagem de traacutefego foi realizada conforme o Manual de Estudo de Traacutefego do

DNIT (2006) Esta contagem teve caraacuteter quantitativo e classificatoacuterio dos veiacuteculos que

utilizaram a via diariamente durante o periacuteodo estudado sendo realizada a contagem

REVESTIMENTO NOVO - CA

REVESTIMENTO ANTIGO - CA

BASE - BGS

SUBLEITO ndash ARGILA

78

observando o tipo de veiacuteculo que utilizava a via e em qual faixa de rolamento este veiacuteculo

passava

Com os dados obtidos nestes levantamentos foi possiacutevel estimar o nuacutemero de

solicitaccedilotildees de um eixo padratildeo (N) durante um determinado periacuteodo de tempo possibilitando

assim a obtenccedilatildeo dos modelos de desempenho dos trechos experimentais em funccedilatildeo do N

Para a realizaccedilatildeo do caacutelculo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) foi seguida as

orientaccedilotildees contidas na no Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para caacutelculo do FEC

sugeridos pela AASHTO bem como a premissa de que todos os veiacuteculos passavam na via

com a carga maacutexima legal do eixo jaacute que natildeo foi realizado a pesagem dos veiacuteculos em

nenhum momento

Na Avenida Roraima foi realizada a primeira contagem 6 meses apoacutes a restauraccedilatildeo do

pavimento sendo que esta contagem iniciou as 600 da manha e foi concluiacuteda as 2200 horas

do mesmo dia Obteve-se o valor de Volume Diaacuterio Meacutedio (VDM) que mostra a quantidade

total de veiacuteculos de todas as categorias que passam em um dia na via igual a 5742 veiacuteculos

com fator de frota de 600 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais que solicitaram a

via fator de distribuiccedilatildeo de 8941 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais passando na

faixa mais carregada (faixa externa) e fator de veiacuteculo de 293 que eacute nuacutemero que converte

todas as classes de veiacuteculos em eixos padrotildees

A partir do segundo semestre de 2013 em todos os trechos foi realizada a contagem

durante 3 dias consecutivos das 600 da manha as 2200 horas sendo que no segundo dia a

contagem foi durante 24 horas A segunda contagem na Avenida Roraima foi

aproximadamente 11 meses apoacutes a restauraccedilatildeo obtendo-se nesta o valor de VDM igual 6349

veiacuteculos com o mesmo fator de veiacuteculo da contagem anterior fator de frota de 700 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8857 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada

Como a contagem de 24 horas era realizada apenas um dia da semana em todos os

casos foi realizado um caacutelculo de proporcionalidade no valor dos veiacuteculos que teoricamente

passariam na via no periacuteodo das 2200 agraves 600 Este caacutelculo de proporcionalidade foi realizado

individualmente referente a cada classe de veiacuteculo que passava na via

Para a Avenida Roraima realizou-se um levantamento de dados do nuacutemero de ocircnibus

que passou no trecho monitorado durante o periacuteodo de feacuterias da UFSM tendo em vista que

neste trecho aproximadamente 70 dos veiacuteculos comerciais que passaram era desta classe e

que neste periacuteodo passaram apenas 56 de ocircnibus em relaccedilatildeo ao periacuteodo letivo da UFSM

Para os demais veiacuteculos seguiu-se o mesmo criteacuterio de proporcionalidade utilizado para o

caacutelculo das 24 horas

79

A meacutedia das contagens de 2013 proporcional a cada contagem de traacutefego foi obtida

atraveacutes da proporcionalidade dos periacuteodos de contagem sendo considerado um periacuteodo de

dois meses de feacuterias (janeiro e fevereiro) quatro meses de periacuteodo letivo da UFSM referente

a contagem do primeiro semestre (marccedilo a junho) e seis meses referente a contagem do

segundo semestre (julho a dezembro) com isso obteve-se a Tabela 31 Foi a partir da Tabela

31 que se calcularam os valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo atraveacutes da metodologia de

caacutelculo do FEC apresentada pela AASHTO (NAASHTO) e pela USACE (NUSACE) contidas no

Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para cada mecircs referente ao ano de 2013 utilizando os

dados de fator de veiacuteculo de 293 fator de frota de 641 e fator de distribuiccedilatildeo de 8864

Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

25 19 13 14 17 34 51 171 167 202 244 380 377 361 262 293 355 481 321 249 183 124 78 35 4456

6 0 2 4 7 14 10 22 25 33 39 54 42 33 40 47 47 47 35 25 13 13 5 2 565

2C 1 1 1 0 2 4 7 28 24 16 11 13 17 21 16 15 15 18 17 15 8 6 2 2 259

3C 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 5

2C 0 0 0 0 0 0 1 4 8 9 7 8 5 5 11 7 7 6 2 1 1 0 0 0 81

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 0 0 0 0 0 25

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 4 1 2 3 6 6 20 13 19 25 39 36 31 29 36 37 54 31 25 22 17 23 8 489

5887VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Jaacute no ano de 2014 realizou-se a contagem correspondente a aproximadamente 15

meses apoacutes a restauraccedilatildeo do pavimento Nesta contagem o fator de veiacuteculo reduziu para

295 o fator de frota foi de 719 e o fator de distribuiccedilatildeo de 7929 de veiacuteculos comercias

passando na faixa mais carregada com um VDM igual a 6181 veiacuteculos deslocando-se pelo

trecho monitorado O levantamento de 23 meses foi realizado no mecircs de novembro de 2014 e

80

neste levantamento o VDM foi de 6256 veiacuteculos o fator de distribuiccedilatildeo de 8879 663 de

fator de frota e o fator de veiacuteculo foi 294

Para obtenccedilatildeo da meacutedia das contagens para o ano de 2014 foram considerados dois

meses de periacuteodo de feacuterias (Janeiro e Fevereiro) quatro meses referente ao primeiro semestre

do ano (Marccedilo a Junho) e seis meses referente ao segundo semestre (Julho a Dezembro)

agrupado na Tabela 32 Obteve-se fator de frota de 656 fator de veiacuteculo de 293 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8590 A partir da Tabela 32 e dos dados mencionados realizou-se

caacutelculo do N para os meses de monitoramentos realizados no ano de 2014 Aleacutem disso

encontrou-se ainda uma taxa de crescimento anual do numero N do ano de 2013 para o ano

de 2014 de 115

Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

26 20 13 14 18 35 52 170 177 205 239 371 361 343 262 295 382 494 327 285 194 142 79 35 4539

6 0 2 4 7 14 10 21 32 44 44 53 37 42 33 40 43 34 34 21 18 14 5 2 558

2C 1 1 1 0 2 4 7 27 25 19 13 17 18 21 17 15 17 20 17 13 8 8 3 2 276

3C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3

2C 0 0 0 0 0 0 2 4 7 10 8 8 2 6 8 8 8 5 3 1 1 1 0 0 82

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 3 3 3 1 2 2 2 2 1 1 0 0 0 0 0 24

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 5 2 2 3 6 6 20 14 17 19 33 31 42 31 34 41 50 36 31 24 24 24 8 503

5993VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para realizar uma anaacutelise da importacircncia da realizaccedilatildeo das contagens durante o final de

semana noturnas e de sazonalidades confeccionou-se a Tabela 33 que faz o comparativo

entre a realizaccedilatildeo ou natildeo destas contagens

Para esta anaacutelise foram considerados 6 cenaacuterios de comparaccedilatildeo o primeiro tendo

como referecircncia a contagem realizada como padratildeo da UFSM levando em consideraccedilatildeo as

81

contagens de 3 dias na semana contagem noturna final de semana e periacuteodo de feacuterias da

UFSM O segundo terceiro e quarto desconsiderando alguns dos padrotildees utilizados seja

feacuterias contagem noturna ou de final de semana o quinto cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo

apenas a contagem de 3 dias e o ultimo cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo a realizaccedilatildeo apenas de

uma contagem por ano no padratildeo da UFSM Estes cenaacuterios estatildeo expostos na Tabela 33

Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego

Consideraccedilotildees nas contagens Variaccedilatildeo Variaccedilatildeo Meacutedia

Padratildeo UFSM 357E+05 361E+05

Sem Contagem nas Feacuterias 375E+05 493 387E+05 701 597

Sem Contagem Noturna 343E+05 398 347E+05 404 401

Sem Contagem de Final de

Semana396E+05 1088 406E+05 1226 1157

Contagem Apenas 3 dias das

600 agraves 2200448E+05 2536 461E+05 2768 2652

Padratildeo UFSM com 1

contagem no ano388E+05 852 366E+05 132 492

2013

Avenida Roraima Periodo de Projeto de 1 ano

2014

Padratildeo = Contagem 3 dias consecutivos sendo um durante 24 horas os outros dois das 600

agraves 2200 horas contagem de final de semana e contagem de Feacuterias

Observando a Tabela 33 verifica-se principalmente a importacircncia da realizaccedilatildeo de

contagens na forma considerada como padratildeo para UFSM uma vez que haacute variaccedilatildeo

relativamente alta quando natildeo considerado uma das contagens Quando eacute desconsiderado

apenas o periacuteodo de feacuterias o valor do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

resulta aproximadamente 597 maior isso ocorreu por natildeo ter sido considerado a reduccedilatildeo

do nuacutemero de veiacuteculos que solicita a via neste periacuteodo Quando natildeo eacute realizada a contagem

noturna o Valor de N cai em torno de 401 devido agrave desconsideraccedilatildeo dos veiacuteculos que

solicitam a via neste periacuteodo

Jaacute quando natildeo eacute realizada contagem no final de semana eacute considerado que o mesmo

nuacutemero de veiacuteculos que solicitou o pavimento durante a semana tambeacutem solicitou o

pavimento durante o final de semana e assim o valor de N mostrou-se 1157 maior Quando

eacute considerada apenas a contagem de 3 dias sem a contagem noturna o valor de N apresenta-se

2652 maior devido as outras contagem terem uma reduccedilatildeo do nuacutemero de veiacuteculos que

passam na via principalmente veiacuteculos comerciais o que natildeo eacute considerado neste cenaacuterio

82

No cenaacuterio em que se analisa apenas uma contagem por ano o aumento no valor meacutedio

do N foi de 492 essa diferenccedila ocorreu devido a consideraccedilatildeo dos doze meses do ano com

o mesmo nuacutemero de solicitaccedilotildees o que natildeo ocorre no periacuteodo de feacuterias fazendo com que seja

considerado erroneamente uma solicitaccedilatildeo maior do pavimento

3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32121 Subleito

O solo existente no trecho monitorado foi caracterizado de duas formas A primeira

utilizando o Meacutetodo de Classificaccedilatildeo Unificada atraveacutes dos ensaios de granulometria de solos

por peneiramento seguindo a norma DNER ME 0801994 e posteriormente com o material

passante na peneira nordm 200 foi realizada a granulometria por sedimentaccedilatildeo seguindo a norma

DNER ME 0831998 A Figura 38 apresenta a curva granulomeacutetrica do solo existente no

trecho monitorado da Avenida Roraima

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Pass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100

95 125 19 25

Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima

83

Para a classificaccedilatildeo do solo realizaram-se os ensaios de limite de liquidez pela norma

DNER ME 1221994 e limite de plasticidade seguindo a norma DNER ME 0821994 Na

Avenida Roraima os valores para Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade foram 362 e

18 respectivamente Com esses dois dados foi possiacutevel classificar o solo em argiloso com

baixa compressibilidade (CL) Jaacute pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo Sistema

Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo a classificaccedilatildeo do solo em questatildeo foi de um solo do tipo A6

Tambeacutem foi realizado ensaio de compactaccedilatildeo que seguiu a norma DNER ME

1291994 e obteve o valor de 1724 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um

teor de umidade oacutetima de 19 Para o ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME

0491994 e obteve-se um valor de CBR de 6 e expansatildeo de 010 O ensaio de densidade

real para o solo teve como base a norma DNER ME 0931994 e o valor encontrado foi de

2508 gcmsup3

32122 Base

Para a base foi realizado o ensaio de granulometria segundo a norma ASTM C

1362006 obtendo a granulometria apresentada na Figura 39

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima

84

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles

seguindo a norma ASTM C 1312006 apresentando um valor de perda de 8 Realizou-se

tambeacutem o ensaio de compactaccedilatildeo (DNER ME 1291994) obtendo-se o valor de 2467 gcmsup3

para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 72 Para o

ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME 0491994 e obteve-se um valor de CBR de

117 e expansatildeo de 000

32123 Revestimento

Os revestimentos dos trecircs trechos experimentais foram constituiacutedos de Concreto

Asfaacuteltico (CA) estas misturas foram compostas por um arranjo granulomeacutetrico de agregados

minerais naturais de pedreiras da regiatildeo de Santa Maria e misturadas com um Cimento

Asfaacuteltico de Petroacuteleo (CAP) Tais materiais possuem caracteriacutesticas especiacuteficas para cada

local onde foi coletado e periacuteodo de utilizaccedilatildeo por isso eacute necessaacuteria a caracterizaccedilatildeo dos

mesmos sempre que for alterado o local e o periacuteodo onde foi realizada a mistura

321231 Agregados

Como particularidade nesta camada a Avenida Roraima foi o trecho que possuiacutea uma

camada de revestimento antigo de 5 centiacutemetros de espessura Para conhecer as caracteriacutesticas

do material que estava em uso na pista de rolamento da Avenida Roraima no momento em

que estava sendo realizada a recuperaccedilatildeo do trecho foi realizada a coleta de material para

realizaccedilatildeo do ensaio de extraccedilatildeo de betume com o rotarex seguindo a norma DNER ME

0531994 obtendo-se um teor de ligante da mistura de 63 A anaacutelise granulomeacutetrica dos

agregados utilizados em todos os revestimentos novos foi realizada conforme a norma ASTM

C 1362006

Para os materiais utilizados no revestimento novo da Avenida Roraima foi realizada a

coleta dos agregados e do cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de

asfalto bem como de amostras de massa asfaacuteltica na pista para posteriores ensaios

85

laboratoriais A Figura 310 apresenta as curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos

revestimentos asfaacutelticos antigo e novo da Avenida Roraima sendo que ambos enquadraram-

se na Faixa C do DNIT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

Revestimento

Antigo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e

novo da Avenida Roraima

Com os materiais do revestimento novo da Avenida Roraima realizou-se o ensaio de

determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles e o material apresentou um valor de perda de 1250

Realizou-se tambeacutem a determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos segundo a norma ASTM C 1272007 obtendo-se

respectivamente valores de 2657gcmsup3 de 2472gcmsup3 e de 2804 Para o agregado miuacutedo

o valor de massa especiacutefica foi de 2669gcmsup3 e o ensaio foi realizado segundo a norma

ASTM C 1282007

Foram realizados tambeacutem os ensaios de lamelaridade de agregado grauacutedo seguindo a

norma ASTM D 47912007 e obteve-se o valore de 144 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo

grauacuteda desta dosagem O ensaio de Equivalente de Areia em agregados miuacutedos teve como

base a norma AASHTO T 1762008 encontrando-se o valor de 79

Para o ensaio de massa unitaacuteria e volume de vazios utilizou-se como base a norma

NBR NM 452006 sendo que os dados estatildeo apresentados na Tabela 34

86

Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida

Roraima

Material Massa Unitaacuteria

(kgmsup3)

Volume de

Vazios ()

34 137374 4843

38 132445 5000

Poacute de Pedra 147435 4477

Realizou-se tambeacutem o ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material

finamente pulverizado (DNER-ME 0851994) obtendo-se o valor de 2770gcmsup3

O ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de

soacutedio que segue a norma ASTM C 882005 apresentou um valor de perda de material de

08

Foram realizados tambeacutem os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

forma dos agregados por imagem utilizando o AIMS (Aggregate Image Measurement

System) no Centro de Pesquisa da PETROBRAS (CENPES) A Tabela 35 apresenta os

valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros observados durante os ensaios Os

resultados obtidos para os agregados da Avenida Roraima estatildeo apresentados na Tabela 36

Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS

Iacutendice Aplicaccedilatildeo Faixa Significado dos valores

Miacutenimo Maacuteximo

Forma 2D Agregados

miuacutedos 0 ndash 20 Ciacuterculo perfeito

Totalmente

irregular

Angularidade Agregados

miuacutedos e grauacutedos 1 ndash 10000 Ciacuterculo perfeito Muito angular

Textura Agregados

grauacutedos 0 ndash 1000 Liso Rugoso

Esfericidade 3D Agregados

grauacutedos 0 ndash 1 Natildeo cuacutebico Cuacutebico

Partiacuteculas chatas

e alongadas

Agregados

grauacutedos - -

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

87

Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 940 238

118 946 225

060 864 224

030 847 230

015 788 268

0075 884 226

38 236 878 211

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

475 30343 6605

236 40424 8939

118 43650 9915

060 42337 10656

030 41852 12383

015 33789 13383

0075 22365 9687

38 475 27949 7149

236 36586 10324

34

127 26976 5668

95 27543 5440

475 27270 5193

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 2870 444

38 475 3506 419

34

127 4308 674

95 4428 582

475 3446 538

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 058 010

38 475 067 009

34

1270 073 007

950 069 009

475 067 009

Continua

88

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

Poacute-de-pedra 475 1000 935 674 478 304

38 475 1000 740 220 60 00

34

127 1000 458 63 00 00

95 1000 633 122 20 00

475 1000 660 180 20 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Observando os valores obtidos nos ensaios eacute possiacutevel dizer que o agregado da

Avenida Roraima apresenta em sua forma 2D partiacuteculas medianamente circulares tendo

angularidade de meacutedia a baixa textura meacutedia e esfericidade 3D medianamente cuacutebica Estes

fatores poderatildeo influenciar no desempenho da mistura asfaacuteltica aplicado no trecho

321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica do revestimento novo da Avenida Roraima

determinou-se o ponto de amolecimento pelo Meacutetodo do Anel e Bola seguindo a norma NBR

65602008 chegando-se agrave temperatura de 509ordmC Para o ensaio de penetraccedilatildeo seguiu-se a

norma NBR 65762007 encontrando-se o valor de 65x10-1

mm e obteve-se um valor de

318ordmC para ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland que

seguiu a norma NBR 113412008

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em temperatura elevada usando um

viscosiacutemetro rotacional seguiu a norma NBR 151842004 e na Tabela 37 pode-se encontrar

os valores de viscosidade para trecircs temperaturas diferentes

Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 153 4125 72 186

155 20 75 1875 327 186

177 20 29 875 13 186

89

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo teve-

se como base a norma NBR 62962004 e obteve-se o valor de 1008gcmsup3

Os ensaio de Determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) de ligantes asfaacutelticos

(AASHTO M 3202009) Envelhecimento acelerado de ligantes asfaacutelticos utilizando o vaso

pressurizado de envelhecimento ndash PAV (ASTM D 65212008) Determinaccedilatildeo da rigidez

flexural agrave fluecircncia de ligantes asfaacutelticos utilizando reocircmetro de Viga em flexatildeo ndash BBR

(ASTM D 66482008) Determinaccedilatildeo das caracteriacutesticas reoloacutegicas de ligantes asfaacutelticos

utilizando o reocircmetro de cisalhamento dinacircmico ndash DSR (ASTM D 71752008) e Fluecircncia e

Relaxaccedilatildeo sob Muacuteltipla Tensatildeo ndash MSCR (ASTM D 74052008) foram realizados na

COPPEUFRJ e estatildeo apresentados na Tabela 38 tal ensaio classificou o ligante como sendo

de PG 64-16

Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 288 kPa Atende

64 degC 125 kPa Atende

70 degC 057 kPa Natildeo Atende

58 degC 669 kPa Atende

64 degC 259 kPa Atende

70 degC 127 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Natildeo Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 698 Atende Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

38DSRMSCR 64

22 degC 848524 kPa Natildeo Atende

25 degC 548388 kPa Natildeo Atende

28 degC 372042 kPa Atende

-6 degC 781 MPa Atende

-12 degC 1570 MPa Atende

-18 degC 3360 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0392 - Atende

-12 degC 0345 - Atende

-18 degC 0280 - Natildeo Atende

64 -16 S

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

BBR mgt03

CAP 5070 RoraimaPerformance Grade Continua

90

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 217 065

Rdiff

Jnr(kPa-1) 350 380

Jnrdiff 829

64

MSCR

6977

321233 Misturas

Para realizaccedilatildeo dos ensaios da misturas asfaacuteltica foram coletadas amostras durante a

execuccedilatildeo do trecho monitorado o acompanhamento das execuccedilotildees e dos meacutetodos de

aplicaccedilatildeo e compactaccedilatildeo das misturas asfaacutelticas nas pistas foi tambeacutem realizado

A dosagem pelo Meacutetodo Marshall foi realizada pela empresa construtora do trecho

monitorado e adotou-se uma granulomeacutetrica enquadrada na faixa C do DNIT um teor de

betume de 615 e os valores de 43 para Volume de Vazios 175 para os Vazios de

Agregado Mineral (VAM) 75 para Relaccedilatildeo Betume Vazios e uma densidade aparente de

2156gcmsup3 A densidade maacutexima de misturas betuminosas natildeo compactadas realizada pelo

Meacutetodo RICE e seguindo a norma NBR156192012 foi de 2338gcmsup3 a relaccedilatildeo filler-

betume foi de 102

Na Figura 311 estatildeo fatores que ilustram o acompanhamento durante a execuccedilatildeo da

restauraccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

(a) Temperatura na Vibroacabadora (b) Temperatura na pista

Continua

91

(c) Aplicaccedilatildeo da pintura de ligaccedilatildeo (d) Aplicaccedilatildeo da massa na pista

(e) Acabamento manual (f) Compactaccedilatildeo com rolo de pneus

(g) compactaccedilatildeo com rolo de chapa (h) textura do pavimento

Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

Apoacutes 1 mecircs da execuccedilatildeo do trecho foi feita a primeira extraccedilatildeo de corpos de prova pra

realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia em laboratoacuterio pela norma DNIT ndash ME

1352010 e Resistecircncia a Traccedilatildeo pela norma DNIT ndash ME 1362010 bem como os valores de

grau de compactaccedilatildeo das misturas realizados pelas normas DNIT-ME 1171994 e NBR

155732012 Nesta avenida foi realizada uma segunda extraccedilatildeo de CPs aproximadamente 22

92

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem na primeira extraccedilatildeo o grau de compactaccedilatildeo foi

realizado apenas pela norma do DNIT pois nesta eacutepoca natildeo era utilizado tambeacutem a norma da

ABNT para obtenccedilatildeo deste dado Os valores encontrados para estes ensaios estatildeo

apresentados na Tabela 39

Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 5921

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 141

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9370

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6296

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 173

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9409

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9320

1 mecircs

22 meses

A Figura de 312 ilustra os procedimentos de extraccedilatildeo dos corpos de prova no trecho

da Avenida Roraima

(a) extraccedilatildeo de testemunho (b) testemunho extraiacutedo

(c) testemunho 1 extraiacutedo (d)testemunho 2 extraiacutedo

Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova

93

Na Figura 310 (itens c e d) verifica-se uma diferenccedila entre as espessuras do

revestimento asfaacuteltico esta diferenccedila ocorre devido a extraccedilatildeo da camada de revestimento

antigo que estaacute junto com a camada de revestimento novo no item c e natildeo estaacute junto com o

revestimento novo no item d A fim de melhor visualizaccedilatildeo geral das caracteriacutesticas dos

materiais utilizados nas camadas do trecho da Avenida Roraima confeccionou-se a Tabela

310 que resume os dados destes materiais

Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima

Valor

362

1800

1724

190

594

020

2508

780

2467

72

11652

000

1250

2657

2472

2804

2669

144

AASHTO T 1762008 7924

2770

0757

150

509

318

NBR 65762007 65

1008

PG 64-16

615

430

175

75

102

2156

2338

DAERRS-EL 21201

NBR156192012

Mistura

Revestimento

ABNT NBR 1289193

CAP

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Densidade Aparente (gcmsup3)

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

Relaccedilatildeo Filler Betume

Voume de Vazios ()

DNER-ME 0851994

ASTM C 882005

Grau de Performance

Teor de Betume ()

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

NBR 65602008

NBR 113412008

NBR 62962004

AASHTO M 3202009

Ponto de Amolecimento (ordmC)

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3)

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3)

Agregados

Sanidade ()

ASTM C 1312006

Absorsatildeo ()

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1282007Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3)

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3)

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3)

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0931994

DNER ME 0491994

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

ASTM C 1312006

Subleito

Base

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Densidade Real (gcmsup3)

Limite de Liquidez ()

Limite de Plasticidade ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

Norma

DNER ME 1221994

DNER ME 0821994

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

Ensaio

(

94

322 Avenida Heacutelvio Basso

A Avenida Heacutelvio Basso estaacute localizada na cidade de Santa Maria no estado do Rio

Grande do Sul sendo que o trecho monitorado tem inicio na latitude 29ordm42rsquo4671rsquorsquo Oeste e

longitude 53ordm48rsquo3963 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo3763rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm48rsquo4385rsquorsquo Sul como pode ser observado na Figura 313

Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso

Fonte Google Earth

Trata-se de um trecho com 300 metros de extensatildeo onde foi realizada uma

duplicaccedilatildeo O trecho monitorado se refere a parte duplicada com execuccedilatildeo de camadas novas

em toda a estrutura do pavimento O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo

argiloso uma camada de sub-base de 40cm de macadame seco sobre o macadame estaacute

assente 20cm de BGS (base) e uma camada de revestimento de 6cm de CBUQ A estrutura

do pavimento estaacute representada na Figura 314 Este trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do

traacutefego apoacutes sua implantaccedilatildeo na data de 18 de maio de 2013

95

640

SUBLEITO

20

REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso

3221 Contagem de Traacutefego

Todos os processos de obtenccedilatildeo de dados do traacutefego e caacutelculos para obtenccedilatildeo das

meacutedias referentes a este trecho monitorado seguiram os mesmos criteacuterios e premissas

utilizados no trecho da Avenida Roraima Todavia neste trecho natildeo se percebeu nenhuma

sazonalidade que pudesse ocasionar a variaccedilatildeo no volume do traacutefego de veiacuteculos em algum

periacuteodo do ano Assim levou-se em conta para o caacutelculo da meacutedia anual das contagens apenas

as duas contagens realizadas em cada ano

Como a liberaccedilatildeo de traacutefego neste trecho soacute ocorreu no fim do primeiro semestre de

2013 a primeira contagem foi realizada somente no segundo semestre aproximadamente 5

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego logo os valores da meacutedia de veiacuteculos que se deslocaram

nesta via durante este ano foi obtido apenas nessa contagem Para o ano de 2013 o VDM

encontrado foi de 10705 veiacuteculos com fator de frota de 634 fator de veiacuteculo de 293 e

fator de distribuiccedilatildeo de 7071 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada A

Tabela 311 apresenta os dados referentes agrave contagem realizado no ano de 2013 usados para o

caacutelculo do nuacutemero N para correlaccedilatildeo com os ensaios realizados no referido ano

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE - MACADAME

SUBLEITO - ARGILA

96

Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

42 24 17 8 7 13 126 521 455 392 393 407 422 572 461 417 438 572 581 434 308 214 173 72 7069

3 1 1 0 1 1 29 72 120 123 114 122 60 103 121 124 100 92 100 63 29 21 3 3 1405

2C 0 0 0 0 0 1 15 17 19 12 9 10 17 15 13 11 12 13 20 12 6 3 3 1 207

3C 0 0 0 0 0 0 1 2 2 0 0 1 1 3 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 16

2C 0 2 0 0 1 1 13 24 33 34 34 26 15 26 32 31 26 18 10 6 6 3 1 1 341

3C 0 1 0 0 0 1 4 6 7 6 9 6 1 4 7 7 8 4 4 1 1 1 0 0 76

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 1 0 2 1 0 1 0 0 1 0 0 0 13

2S3 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 3 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 2 0 14

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

4 4 3 3 4 4 34 136 118 80 80 91 86 136 105 94 91 113 128 91 58 42 35 14 1552

10705VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para a segunda contagem de traacutefego realizada na Avenida Heacutelvio Basso os valores

encontrados de VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo foram 11526

veiacuteculos 611 289 e 7885 respectivamente Esta contagem foi realizada

aproximadamente 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute para a contagem realizada no

segundo semestre de 2014 os valores encontrados foram 12617 veiacuteculos 570 290 e

7890 para VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo respectivamente

Com isso obteve-se para o caacutelculo do N referente agraves contagens de 2014 os valores de fator de

veiacuteculo de 290 fator de frota de 590 e fator de distribuiccedilatildeo de 7887 bem como a

meacutedia das contagens de traacutefego para o ano de 2014 que estaacute apresentado na Tabela 312 junto

com o VDM Encontrou-se tambeacutem com a meacutedia dos dados de 2013 e 2014 uma taxa de

crescimento anual para o nuacutemero N de 1368

97

Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

51 30 20 10 8 17 137 554 532 522 521 544 510 679 570 530 577 623 653 461 336 252 212 87 8438

4 1 1 0 1 1 21 92 102 104 112 114 68 110 125 127 100 111 91 67 42 33 4 3 1435

2C 0 0 0 0 0 1 13 19 17 14 10 12 19 16 12 11 9 13 20 13 7 4 4 1 213

3C 0 0 0 0 0 0 3 1 2 2 0 0 1 3 2 1 1 0 1 0 0 0 0 0 17

2C 0 2 0 0 1 1 8 26 34 36 39 30 16 27 35 34 28 19 12 7 3 3 2 1 363

3C 0 1 0 0 0 1 4 7 7 7 9 7 4 6 6 5 6 5 3 1 1 1 0 0 81

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 7

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 8

2S3 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 7

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 0 1 0 1 2 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 12

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 4 3 3 4 4 42 113 113 90 86 101 93 135 106 92 88 108 107 57 48 38 34 14 1486

12071VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32221 Subleito

Para este trecho o solo existente tambeacutem foi caracterizado de duas formas e utilizando

as mesmas normas citadas no trecho anterior A primeira classificaccedilatildeo utilizando o Sistema de

Classificaccedilatildeo Unificada obteve a curva granulomeacutetrica apresentada na Figura 315 e Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade do subleito de 367 e 18 respectivamente com estes

dados o solo constituinte do trecho monitorado foi classificado como areia argilosa (SC) Jaacute

pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo TBR Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o

solo em questatildeo foi enquadrado como A6

98

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1894 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 136 No ensaio de CBR os valores

encontrados foram de 7 para o CBR e expansatildeo de 017 Jaacute no ensaio de densidade real o

valor encontrado para o solo deste trecho foi de 2598 gcmsup3

32222 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento foi um poacute de pedra A Figura 316

ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de sub-base

99

Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco

32223 Base

Para a base o ensaio de granulometria apresentou uma curva granulomeacutetrica na faixa

A de acordo com o Manual de Pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) a Figura 317 apresenta a curva

granulomeacutetrica encontrada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso

100

No ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles o valor de perda de material

encontrado foi de 15 No ensaio de compactaccedilatildeo o valor para massa especiacutefica aparente

seca maacutexima foi de 2294 gcmsup3 com um teor de umidade oacutetima de 82 Para o ensaio de

CBR o valor encontrado de CBR foi de 108 e expansatildeo 000

A Figura 318 ilustra fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento da Avenida

Heacutelvio Basso

(a) Borda da camada de Base (b) BGS da Avenida Heacutelvio Basso

(c) Imprimaccedilatildeo da camada de Base (d) Imprimaccedilatildeo da BGS

Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base

32224 Revestimento

Para os materiais utilizados no revestimento foi realizada a coleta dos agregados e do

cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de asfalto Em laboratoacuterio

foram realizados os ensaios para a caracterizaccedilatildeo destes materiais

101

322241 Agregados

Nos agregados foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria do material que

se enquadrou na faixa C do DNIT Sua curva granulomeacutetrica estaacute apresentada na Figura 319

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso

Realizaram-se tambeacutem os ensaios de Abrasatildeo Los Angeles obtendo-se um valor de

perda de material de 11 determinaccedilatildeo da massa especiacutefica massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos onde se encontraram os resultados de 2664gcmsup3 2500gcmsup3

e 2458 respectivamente Para o agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de

2663gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 220 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 85 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 270gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio obteve-se um valor de perda de material de 08

Assim como no agregado da Avenida Roraima foram realizados tambeacutem nos

agregados da Avenida Heacutelvio Basso os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

102

forma por imagem utilizando o AIMS no CENPES Os resultados obtidos estatildeo apresentados

na Tabela 313 e tambeacutem seguem os valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros

observados durante os ensaios apresentados na Tabela 36

Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 820 171

118 851 177

06 773 164

03 817 188

015 837 276

0075 892 239

38 236 863 199

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 38260 9659

118 40060 9032

06 37167 9047

03 40631 10740

015 37262 17569

0075 27743 14345

38 475 28786 4774

236 36060 7886

34

127 28092 6263

95 28840 6144

475 29388 5194

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 3567 500

34

127 4574 733

95 4457 648

475 3810 474

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 060 009

34

127 068 008

95 063 008

475 063 007

Continua

103

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

38 475 100 940 680 280 100

34

127 100 778 178 22 00

95 100 860 280 100 40

475 100 840 340 100 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Os valores apresentados mostram que o agregado da Avenida Heacutelvio Basso apresenta

caracteriacutesticas semelhantes aos agregados da Avenida Roraima poreacutem comparando os valores

percebe-se que a o agregado da Avenida Heacutelvio Basso eacute mais circular e tem uma textura

maior que o agregado da Avenida Roraima

322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Realizaram-se os ensaios de caracterizaccedilatildeo do CAP 5070 utilizado na mistura

asfaacuteltica da Avenida Heacutelvio Basso e encontrou-se um valor de 51ordmC para o ponto de

amolecimento Para o ensaio de penetraccedilatildeo o valor observado foi de 55x10-1

mm e para

ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland obteve-se um valor

de 324ordmC

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em trecircs temperaturas distintas com

temperatura elevada usando um viscosiacutemetro rotacional pode ser visualizado na Tabela 314

Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 149 372 693 186

155 20 62 152 288 186

177 20 31 77 144 186

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

obteve-se o valor de 1008gcmsup3 Os ensaios de determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG)

do ligante asfaacuteltico utilizado na Avenida Heacutelvio Basso que foram realizados na

104

COPPEUFRJ estatildeo apresentados da Tabela 315 sendo que os ensaios classificaram tal

ligante como sendo de PG 58-16

Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 254 kPa Atende

64 degC 129 kPa Atende

70 degC 051 kPa Natildeo Atende

58 degC 466 kPa Atende

64 degC 198 kPa Natildeo Atende

70 degC 091 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 6861 Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

19DSRMSCR 58

19 degC 1119791 kPa Natildeo Atende

22 degC 744195 kPa Natildeo Atende

25 degC 499820 kPa Atende

-6 degC 530 MPa Atende

-12 degC 1130 MPa Atende

-18 degC 3160 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0425 - Atende

-12 degC 0350 - Atende

-18 degC 0278 - Natildeo Atende

58 -16 H

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

mgt03

CAP 5070 HEacuteLVIO BASSOPerformance Grade

BBR

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 379 119

Rdiff

Jnr(kPa-1) 182 194

Jnrdiff 663

58

MSCR

6861

322243 Misturas

A dosagem realizada pela empresa construtora pelo Meacutetodo Marshall que foi

colocada na Avenida Heacutelvio Basso obteve um teor de betume de 59 e os valores de 40

105

para Volume de Vazios 1798 para os Vazios de Agregado Mineral (VAM) 7646 para

Relaccedilatildeo Betume Vazios uma densidade aparente de 221gcmsup3 a densidade maacutexima realizada

pelo meacutetodo RICE foi de 2355gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer-betume foi de 105

A Figura 320 ilustra o acompanhamento durante a execuccedilatildeo do revestimento do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

(e) Aplicaccedilatildeo do CA na pista (f) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

106

Na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de corpos de prova para

realizaccedilatildeo dos ensaios em laboratoacuterio de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e Grau

de compactaccedilatildeo As extraccedilotildees de corpos de prova neste trecho ocorreram 10 e 17 meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego e assim como na Avenida Roraima o valor de grau de compactaccedilatildeo

para a primeira extraccedilatildeo de CPs foi feita seguindo apenas a norma do DNIT Os valores

obtidos para estes ensaios estatildeo apresentados na Tabela 316

Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio

Basso

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6339

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 181

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9502

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6482

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 183

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9610

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9560

10 meses

17 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso pode ser visto

na Figura 321

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

Continua

107

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso

Para melhor visualizaccedilatildeo da caracteriacutestica dos materiais utilizados nas camadas do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso foi confeccionado a Tabela 317 que reuacutene todo os dados

destes materiais

Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

Continua

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

108

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

A BR-158 atravessa a cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul sendo

que o trecho monitorado se inicia no km 330 na latitude 29ordm42rsquo242rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm51rsquo581 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo092rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm50rsquo5539rsquorsquo Sul como

pode ser visto na Figura 322

Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

Fonte Google Earth

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

109

Trata-se de um trecho onde foi executada uma duplicaccedilatildeo da BR-158 portanto de um

segmento de implantaccedilatildeo de pavimento novo onde a liberaccedilatildeo ao traacutefego ocorreu no dia 15

de julho de 2014 O trecho apresenta 300m de extensatildeo e eacute composto pela camada de subleito

de solo argiloso uma camada de 40 cm de pedra detonada 15 cm de macadame seco 15 cm

de BGS e uma camada de 75 cm de CBUQ A estrutura do pavimento estaacute representada na

Figura 323

15

40

15

75REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

SUBLEITO

PEDRA DETONADA

Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

3231 Contagem de Traacutefego

Por se tratar de um trecho no qual a liberaccedilatildeo de trafego ocorreu apenas no segundo

semestre de 2014 foi realizado apenas uma contagem quantitativa e classificatoacuteria

aproximadamente 4 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta contagem mostrou a passagem de

9781 veiacuteculos por dia com fator de frota de 631 fator de veiacuteculo de 306 e fator de

distribuiccedilatildeo de 7924 de veiacuteculos comerciais passando na faixa externa do trecho A Tabela

318 apresenta a quantidade de veiacuteculos que passaram durante a contagem

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE ndash MACADAME

REFORCcedilO ndash PEDRA DETONADA

SUBLEITO - ARGILA

110

Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

92 55 26 18 13 33 111 445 308 264 314 342 397 317 297 317 324 501 676 503 395 301 277 177 6503

7 4 4 1 2 3 37 59 57 74 71 85 62 54 62 59 76 73 80 61 30 27 15 12 1014

2C 2 0 0 0 0 9 27 19 15 6 5 5 6 6 9 4 5 7 4 6 1 1 0 1 137

3C 0 0 0 0 1 0 0 2 2 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 11

2C 1 2 2 0 2 4 8 8 20 24 23 32 15 11 20 20 18 15 13 5 3 3 2 2 251

3C 2 1 1 1 3 3 4 6 8 7 9 11 3 7 5 6 6 6 3 6 3 3 4 1 105

4C 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 3 3 1 0 0 0 0 0 0 13

2S1 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 6

2S2 0 1 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 2 1 0 2 0 0 19

2S3 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 1 0 4 2 2 1 2 1 0 1 1 0 0 21

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 3 3 3 1 3 1 0 0 2 0 1 1 1 2 3 2 3 3 34

3S2S2 0 0 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 0 11

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3C2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 4

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

37 18 8 4 3 4 34 110 44 52 63 100 149 72 73 60 80 137 191 133 89 70 80 37 1647

9781

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

VMD

3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32321 Subleito

Para o trecho localizado na BR158 (Trevo dos Quarteacuteis) os valores para Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade encontrados foram 3322 e 18 respectivamente a curva

granulomeacutetrica do solo deste trecho estaacute apresentada da Figura 324 Com esses dados

realizou-se a classificaccedilatildeo segundo o Sistema de Classificaccedilatildeo Unificada que classificou o

solo como sendo uma argila de baixa compressibilidade (CL) e pelo meacutetodo de classificaccedilatildeo

do Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o solo foi classificado como A6

111

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

aCurva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila SilteAreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1820 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 166 no ensaio de CBR obteve-se um

valor de CBR de 7 e expansatildeo de 024 e no ensaio de densidade real o valor obtido foi de

2668 gcmsup3

32322 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento era um poacute de pedra A Figura 325

ilustra o acompanhamento na execuccedilatildeo da camada de sub-base

112

Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco

32323 Base

Para a base foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria da brita graduada

simples enquadrada na faixa A segundo o Manual de pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) obtendo

a curva mostrada na Figura 326 para cada agregado utilizado na composiccedilatildeo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis

113

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles onde foi

encontrado um valor de 11 de perda de material Realizou-se tambeacutem o ensaio de

compactaccedilatildeo que indicou o valor de 2265 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima

e um teor de umidade oacutetima de 80 Conseguiu-se um valor de 117 para o ensaio de CBR

e expansatildeo 000

A Figura de 327 ilustra as fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento do

trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Borda da camada de Base (b) BGS do Trevo dos Quarteacuteis

(c) Textura da camada de Base (d) Camada de BGS imprimada

Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis

32324 Revestimento

O revestimento do pavimento no Trevo dos Quarteacuteis foi construiacutedo em duas camadas

a camada inferior de revestimento com 4cm de espessura e materiais de uma usina de asfalto

114

jaacute a camada superior de revestimento foi feita com a espessura de 35cm e materiais de uma

segunda usina de asfalto Como o revestimento asfaacuteltico deste trecho foi realizado com

materiais de duas usinas e pedreiras diferentes os agregados e CAPs coletados em ambas

foram levados ao laboratoacuterio para realizaccedilatildeo dos ensaios de caracterizaccedilatildeo destes materiais

323241 Agregados

Foi realizado o ensaio de granulometria dos agregados utilizados em ambas as

camadas do revestimento do Trevo dos Quarteacuteis sendo as duas misturas enquadradas na faixa

B do DNIT As curvas granulomeacutetricas das camadas do revestimento inferior e superior estatildeo

apresentadas na Figura 328

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em R

etid

a (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa B DNIT

Limite da Faixa

Revestimento Inferior

Revestimento Superior

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12 1 121

Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos

Quarteacuteis

Para a mistura colocada na parte inferior do revestimento o ensaio de Abrasatildeo Los

Angeles revelou uma perda de material de 16 para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica

115

foi de 2676gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2450gcmsup3 e absorccedilatildeo de 3500 Para o

agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2672gcmsup3

Obteve-se ainda um Equivalente de Areia de 60 542 de partiacuteculas lamelares na

fraccedilatildeo grauacuteda e uma perda de material de 233 no ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade

pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de soacutedio O resultado na determinaccedilatildeo da massa

especiacutefica real de material finamente pulverizado foi de 2721gcmsup3

Assim como na camada colocada na parte inferior do revestimento realizou-se

igualmente na camada superior o ensaio de Abrasatildeo Los Angeles para os agregados onde 12

do material ensaiado foi perdido Para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica foi de

2645gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2493gcmsup3 e absorccedilatildeo de 2300 Para o agregado

miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2681gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 343 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 69 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 2669gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio apresentou um valor de perda de material de 156 para o

material utilizado na camada inferior do revestimento deste trecho

323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo dos ligantes da mistura inferior e da mistura superior

No ligante utilizado na mistura inferior encontrou-se 47ordmC para o ponto de amolecimento e

359ordmC para o ponto de fulgor Este ligante apresentou massa especiacutefica de 1008gcmsup3 e o

valor de penetraccedilatildeo de 57x10-1

mm A Tabela 319 apresenta os valores da determinaccedilatildeo da

viscosidade em trecircs temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional

Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 130 3250 605 186

150 20 67 1675 212 186

177 20 27 675 126 186

116

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica colocada no revestimento superior do Trevo

dos Quarteacuteis os valores encontrados foram de 49ordmC para o ponto de amolecimento e 342ordmC

para o ponto de fulgor Encontrou-se tambeacutem um valor de penetraccedilatildeo de 59x10-1

mm e um

valor de massa especiacutefica de 1007gcmsup3 bem como os valores de viscosidade em trecircs

temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional que estatildeo apresentadas na Tabela

320

Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 122 3050 567 186

150 20 63 1575 293 186

177 20 26 650 121 186

Ainda natildeo foi possiacutevel realizar a determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) dos

ligantes utilizados no revestimento deste trecho como foi realizado nos demais trechos

monitorados poreacutem para dar continuidade aos estudos seratildeo realizados os ensaios para a

classificaccedilatildeo destes ligantes asfaacutelticos

323243 Misturas

Foi utilizado o Meacutetodo Marshall pela empresa construtora do trecho monitorado para

dosagem das misturas asfaacutelticas que foram executadas na BR158 Na mistura colocada na

camada inferior do revestimento obteve-se um teor de betume de 585 volume de vazios de

393 bem como VAM de 1704 RBV de 7692 densidade aparente de 2223gcmsup3

densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE de 2316gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer betume foi de

097

Para o revestimento superior e teor de betume foi 539 383 de Volume de Vazios

1592 de VAM e 7658 de RBV encontrou-se tambeacutem uma densidade aparente de

117

224gcmsup3 um valor de 2329gcmsup3 para densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE e 111

para relaccedilatildeo filer betume

A Figura 29 ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo do revestimento do trecho

monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Temperatura da mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

Figura

(d) Compactaccedilatildeo do CA na pista (e) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos

Quarteacuteis

118

Assim como nos outros dois trechos monitorados tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de

corpos de prova para realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e

Grau de Compactaccedilatildeo em laboratoacuterio As extraccedilotildees foram realizadas 1 mecircs e 4 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego e os valores encontrados estatildeo apresentados na Tabela 321

Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 1898

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 053

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9085

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 8790

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 2348

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 054

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9206

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9055

1 mecircs

4 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova e fechamento dos furos da extraccedilatildeo pode

ser visualizado na Figura de 330

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis

119

Assim como para os outros dois trechos monitorados para melhor visualizaccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais utilizados nas camadas do trecho monitorado do Trevo dos

Quarteacuteis foi confeccionada a Tabela 322 que resume todos os dados obtidos

Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

Continua

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

120

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS

331 Macrotextura

A determinaccedilatildeo da Macrotextura da superfiacutecie do concreto asfaacuteltico foi realizada pelo

meacutetodo da mancha de areia seguindo a norma ASTM E 9652006 Em todos os trechos

experimentais foi adotado cinco estacas para realizaccedilatildeo do ensaio sendo em todos os trechos

realizado nas estacas 3 5 7 9 e 11 sendo realizado o ensaio na trilha de roda externa da faixa

externa (mais carredada)

Este ensaio serve para verificar a profundidade meacutedia da Macrotextura (HS) da

superfiacutecie do pavimento Esta Macrotextura possibilita o escoamento da aacutegua que chegar

nesta superfiacutecie quanto maior a macrotextura maior o escoamento Sua classificaccedilatildeo segundo

o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) estaacute apresentada na Tabela 323

Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia

gt 120Muito Grossa

Fina 021 - 040

Meacutedia 041 - 080

Grossa 081 - 120

Classificaccedilatildeo Limites de HS

Muito Fina lt 020

Fonte DNIT 2006

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

121

A Figura 331 ilustra o processo de realizaccedilatildeo do ensaio de mancha de areia

(a) Limpeza da superfiacutecie (b) Colocaccedilatildeo da areia padronizada

(c) Espalhamento da areia (d) Coleta dos dados de diacircmetro

Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia

Este ensaio foi realizado nos periacuteodos de 1 mecircs 6 meses 13 meses 19 meses e 25

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima na Avenida Heacutelvio Basso foram nos

periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13 meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego No trecho do

Trevo dos Quarteacuteis apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego foi realizado o primeiro ensaio depois de 1

mecircs o segundo levantamento foi 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

332 Microtextura

Os ensaios de Microtextura foram realizados com o Pecircndulo Britacircnico e seguiu a

norma ASTM E 3032008 sendo realizados nas mesmas datas e locais do ensaio de Mancha

122

de Areia nos trecircs trechos monitorados para posterior cruzamento dos dados dos dois ensaios e

determinaccedilatildeo do valor do International Friction Index (IFI)

Este ensaio tem como principal objetivo medir a textura dos agregados que estatildeo

aparentes na mistura naquele momento do ensaio determinando se este agregado estaacute polido

ou rugoso como eacute mostrado na Tabela 324

Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico

Muito Rugosa gt 75

Medianamente Rugosa 47 - 54

Rugosa 55 - 75

Perigosa lt 25

Muito Lisa 25 - 31

Lisa 32 - 39

Insuficientemente Rugosa 40 - 46

Classificaccedilatildeo Limites de VRD

Fonte DNIT 2006

Foi feita a limpeza da superfiacutecie do pavimento no mesmo ponto onde foi realizada a

mancha de areia Posicionou-se o pecircndulo e fez-se seu nivelamento testando para que a

sapata passasse exatamente entre dois pontos especiacuteficos Desta forma garante-se que o

ensaio esta sendo realizado com a mesma aacuterea de contato A partir deste ajuste o pavimento

foi molhado sempre que a leitura fosse feita sendo que foram coletadas cinco determinaccedilotildees

para cada ponto A Figura de 332 ilustra a realizaccedilatildeo dos ensaios de Pecircndulo Britacircnico

(a) Colocaccedilatildeo do Pecircndulo na posiccedilatildeo (b) Ajuste do Pecircndulo

Continua

123

(c) Umidificaccedilatildeo da superfiacutecie (d) Realizaccedilatildeo do ensaio

(e) Realizaccedilatildeo do ensaio (f) Coleta de dados

Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico

333 International Friction Index - IFI

Para fazer o caacutelculo do IFI deve-se fazer o cruzamento dos dados do ensaio da

macrotextura e da microtextura encontrados nos ensaios de Mancha de Areia e Pecircndulo

Britacircnico Com o caacutelculo do IFI eacute possiacutevel verificar se o pavimento estaacute proporcionando

condiccedilotildees de atrito e seguranccedila ao usuaacuterio Os intervalos de atrito para avaliaccedilatildeo do

pavimento estatildeo apresentados na Tabela 325 seguindo DNIT (2006)

124

Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI

Peacutessimo

Ruim 006 012

Regular 013 016

Bom 017 03

Oacutetimo

Limites de IFI

lt006

gt030

Fonte DNIT 2006

Usando algumas equaccedilotildees que seguem a norma ASTM E 19601998 eacute possiacutevel chegar

a valores harmonizados do IFI para velocidade padratildeo de 60 kmh ou para qualquer outra

velocidade plotando um graacutefico que possibilita o encontro de um valor de atrito para qualquer

velocidade como eacute mostrado na Figura 333 segundo Aps (2006)

Figura 333 Modelo de IFI

Fonte APS 2006

334 International Roughness Index ndash IRI

O ensaio de irregularidade longitudinal do pavimento (International Roughness Index

ndash IRI) foi realizado seguindo a norma ASTM E 9502004 utilizando sensores a laser Este

125

levantamento foi realizado no aos 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida

Roraima aos 9 16 e 21 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso e aos 2 e

7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego no Trevo dos Quarteacuteis

Este ensaio tem por finalidade o levantamento das irregularidades longitudinais

existentes no pavimento ao longo do trecho e nesta pesquisa foi realizado com uma barra

com cinco sensores a laser colocado na parte frontal de um veiacuteculo como mostrado na Figura

334 que se desloca pela via medindo a irregularidade do pavimento Nos trechos

monitorados estudados este levantamento foi realizado pela empresa Pavesys nas duas faixas

de rolamento (interna e externa) poreacutem seratildeo analisados apenas os dados obtidos na faixa

externa por se tratar da faixa mais carregada

Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR

As medidas de ATR (Afundamento em Trilha de Roda) foram realizadas utilizando a

barra com cinco sensores a laser concomitantemente com o ensaio de IRI nas faixas internas

e externas de rolamento poreacutem para obtenccedilatildeo dos ATR avalia-se apenas a irregularidade

transversal agrave via A Figura 335 ilustra um exemplo de ATR bastante elevado segundo Balbo

(2007)

126

Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel

Fonte Balbo 2007

336 Levantamento de Defeitos

A avaliaccedilatildeo de defeitos foi realizada obedecendo ao manual de execuccedilatildeo de trechos

monitorados da Rede Temaacutetica do Asfalto (2012) Este levantamento tem como objetivo a

avaliaccedilatildeo do desempenho dos pavimentos dos trechos experimentais frente agrave accedilatildeo do traacutefego e

do clima verificando assim sua capacidade mecacircnica ao longo do tempo Esta avaliaccedilatildeo em

todos os trechos experimentais foi realizada nas duas faixas de rolamento Uma tabela foi

montada e estaacute formatada para anotar os defeitos em um retacircngulo de um metro de

comprimento por um terccedilo da largura da faixa Um exemplo desta avaliaccedilatildeo estaacute apresentado

na Figura 336

127

TIF-BTIF-B

12m3m

Trecho Monitorado RORAIMA - 19122013

TIT-A TIT-BTIF-A

1m 2m 11m

TE

4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m

Faixa

Interna

TE

TI

CE

TIT-B

Faixa

Externa

TI

CE

TIF-B

Estaca 10

TIF-A

AFLTIF-B

Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas

Onde TIF-B Trinca Interligada de Fadiga severidade Baixa

TIF-A Trinca Interligada de Fadiga severidade Alta

TIT-B Trinca Isolada Transversal severidade Baixa

TIT-A Trinca Isolada Transversal severidade Alta

AFL Afundamentos Localizados

Os levantamentos na Avenida Roraima foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 6

meses 13 meses 19 meses e 25 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute na primeira avaliaccedilatildeo

de defeitos foi verificado algum tipo de defeito como trincas longitudinais e trincas

transversais com severidades baixas e altas No ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do

traacutefego o pavimento jaacute apresentava trincas interligadas por fadiga de severidade alta e ateacute

mesmo afundamentos localizados

Na Avenida Heacutelvio Basso foi realizada a avaliaccedilatildeo nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13

meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego sendo que o primeiro defeito a ser verificado

foi durante a realizaccedilatildeo do levantamento de 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego onde foram

visualizadas pequenas trincas isoladas transversais e longitudinais de severidade baixa

No Trevo dos Quarteacuteis realizou-se uma avaliaccedilatildeo logo apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

sendo que o pavimento estava em perfeitas condiccedilotildees de rolamento sem a apresentaccedilatildeo de

128

defeitos Poreacutem 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego pocircde-se verificar a presenccedila de trincas

isoladas de severidade baixa em vaacuterios pontos do trecho monitorado

337 Viga Benkelman

Foi realizado o ensaio de determinaccedilatildeo das deflexotildees pela viga Benkelman seguindo a

norma DNIT ME 1332010 O ensaio foi realizado com a utilizaccedilatildeo de caminhatildeo de eixo

traseiro simples de rodas duplas com uma carga de aproximadamente 8200kg sobre o eixo

traseiro e pressatildeo de inflaccedilatildeo dos pneus de aproximadamente 055 MPa

Foram realizados os levantamentos em todas as estacas que compotildeem a extensatildeo do

trecho sendo que as distancias entre as estacas eram de 20 em 20 metros Assim no trecho da

Avenida Roraima que tem uma extensatildeo de 240 metros foram 13 estacas (estaca 0 a 12) jaacute

os outros dois trechos com extensatildeo de 300 metros foram medidas as deflexotildees em 15

estacas (estaca 1 a 15)

Na faixa externa de todos os trechos experimentais por se tratar da faixa mais

carregada foi realizado o levantamento com bacia completa nas distacircncias de 0cm 125cm

25cm 40cm 60cm 80cm 100cm 120cm 140cm 160cm 180cm 200cm 220cm 240cm

260cm 280cm e 300cm Na faixa interna foram realizados os levantamentos apenas nas

distacircncias 0cm 25cm e 300cm para obtenccedilatildeo apenas das deflexotildees maacuteximas e os raios de

curvatura de cada uma das estacas

Aleacutem da coleta das leituras das deflexotildees do pavimento foram realizadas tambeacutem as

leituras das temperaturas do pavimento em cada um dos pontos avaliados para uma posterior

correccedilatildeo das deflexotildees encontradas em funccedilatildeo da temperatura do pavimento Tais correccedilotildees

foram realizadas empregando o fator de correccedilatildeo da temperatura apresentado na Equaccedilatildeo 35

retirada do aacutebaco do DER-SP (2006) por Ribas (2014) Foi multiplicado cada valor de cada

distacircncia de deflexatildeo anotada em campo por esse fator encontrando assim a deflexatildeo em

cada ponto para uma temperatura de referecircncia de 25ordmC

(Equaccedilatildeo 35)

1)25(1000

1

tHc

Ft

129

Onde Ft= Fator de correccedilatildeo da temperatura

Hc = espessura do pavimento (cm)

t = temperatura do pavimento no momento do ensaio (ordmC)

Eacute possiacutevel se fazer o controle tecnoloacutegico construtivo das camadas do pavimento com

a medida de deflexatildeo Quando o ensaio eacute realizado nas camadas subjacentes agrave camada do

revestimento eacute pode se verificar a necessidade ou natildeo de uma melhor compactaccedilatildeo de uma

das camadas jaacute na camada do revestimento serve para verificar a necessidade de um reforccedilo

do pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso apresente deflexotildees muito

elevadas

O primeiro levantamento na Avenida Roraima foi realizado no dia 30112012 antes

da execuccedilatildeo do recapeamento asfaacuteltico os demais levantamentos foram realizados 1 mecircs 6

meses 13 meses 20 meses 23 meses e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Os

procedimento durante os levantamentos estatildeo representados na Figura 337

(a) Realizaccedilatildeo do ensaio de VB (b) Deslocamento do Caminhatildeo

(c) Mediccedilatildeo da temperatura da pista (d) Coleta dos dados de deflexatildeo

Continua

130

(e) Coleta de dados das deflexotildees (f) Exibiccedilatildeo da leitura de deflexatildeo

Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman

Na Avenida Heacutelvio Basso o primeiro levantamento foi realizado no dia 01032012 na

camada de base do pavimento antes da colocaccedilatildeo do revestimento asfaacuteltico apenas para

obtenccedilatildeo das deflexotildees maacuteximas no trecho O primeiro ensaio de Viga Benkelman no

revestimento asfaacuteltico foi realizado antes da liberaccedilatildeo do traacutefego no dia 16052013 os

demais ensaios foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 14 meses 17 meses e 21

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis a camada superior de revestimento foi realizada no dia 11 de

julho de 2014 e a liberaccedilatildeo do traacutefego foi no dia 15072014 O primeiro levantamento foi

realizado no dia 14 de agosto de 2014 1 mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego ainda foi realizado

ensaios com Viga Benkelman 3 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD

Foi realizada tambeacutem a determinaccedilatildeo das deflexotildees utilizando o deflectocircmetro de

impacto tipo Falling Weight Deflectometer - FWD seguindo especificaccedilatildeo indicada pela

norma DNER PRO 2731996 Foi utilizado equipamento de marca Kuab da empresa Pavesys

mostrado na Figura 338 e em todos os trechos monitorados foram realizadas nas mesmas

estacas onde foram feitos os ensaios com Viga Benkelman As bacias de deflexatildeo com este

equipamento ocorreram nas distacircncia de 0cm 20cm 30cm 45cm 60cm 90cm e 120cm por

sensores localizados nestas distacircncias como pode ser visto na Figura 338 (b)

131

(a) Equipamento FWD (b) Ceacutelula de carga e sensores

Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab

O levantamento com FWD ocorre atraveacutes da queda de um conjunto de massas

usualmente calibrado com uma carga de aproximadamente 4100kgf causando a propagaccedilatildeo

de uma energia de deslocamento nas camadas do pavimento Esta energia eacute captada por

sensores posicionados nestas distacircncias mencionadas e assim se obteacutem as deflexotildees tiacutepicas do

pavimento no momento do ensaio

Este ensaio foi realizado no dia 21 de janeiro de 2013 somente na Avenida Roraima

aproximadamente 2 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego e no dia 02 de fevereiro de 2014 nas

Avenidas Roraima (14 meses) e Heacutelvio Basso (9 meses) Jaacute nos dias 13102014 e 18022015

realizaram-se estes levantamentos nos trecircs trechos monitorados sendo 23 e 27 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima 17 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 3 e 7

meses no Trevo dos Quarteacuteis Assim como no ensaio realizado com a Viga Benkelman a

coleta dos dados realizada com o FWD possibilita verificar se a camada do revestimento

necessita ou natildeo de um reforccedilo no pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso

apresente deflexotildees muito elevadas

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise

Com os valores de deflexatildeo tanto da Viga Benkelman quanto do FWD jaacute corrigidos

para a temperatura de 25ordmC fez-se uso do software BAKFAA (2013) para realizaccedilatildeo da

132

retroanaacutelise das bacias de deformaccedilatildeo para estimar os Moacutedulos de Resiliecircncia (MR) das

camadas que compotildeem cada trecho monitorado

O software admite apenas bacias de no maacuteximo 7 pontos de distacircncias de leituras em

uma uacutenica estaca como nos ensaios realizados com Viga Benkelman eacute possiacutevel a coleta de

ateacute 17 leituras de deflexotildees nas distacircncias citadas no Item 341 para cada estaca Nas bacias

com mais de 7 leituras coletadas foram escolhidos apenas os 7 primeiros pontos de forma a

bem representar a bacia de deflexotildees uma vez que estes pontos tem uma maior

representatividade nos valores de moacutedulo de resiliecircncia das camadas do pavimento

Como o software esta calibrado para um carregamento utilizado no ensaio de FWD

onde a carga eacute aplicada em apenas uma aacuterea foi necessaacuterio realizar tambeacutem uma adequaccedilatildeo

da aacuterea de contato pneu pavimento no ensaio de Viga Benkelman Essa adequaccedilatildeo foi feita

atraveacutes do caacutelculo da aacuterea equivalente de aplicaccedilatildeo de carga passando de duas aacutereas de

contato real (duas rodas) para uma aacuterea de contato equivalente de um ciacuterculo como no caso

da aacuterea de contato do FWD

Com os valores de deflexotildees corrigidos as espessuras das camadas os coeficiente de

Poisson adotados de cada uma das camadas e a carga equivalente bem como o raio de contato

equivalente jaacute calculados foram inseridos no software e realizadas as retroanaacutelises atraveacutes da

interface do programa como apresentado na Figura 339

Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA

133

Os coeficientes de Poisson utilizados nessa pesquisa foi 030 para materiais asfaacutelticos

a 25ordmC tendo como referecircncia Specht (2004) Segundo Medina e Motta (2015) para materiais

granulares eacute indicado coeficiente de Poisson igual a 035 para solos argilosos como esta no

subleito dos trechos eacute indicado coeficiente de Poisson de 045

O programa apresenta a curva obtida em campo e uma curva teoacuterica de deflexatildeo

gerada pelo programa bem como os valores de MR estimados de cada camada Este

procedimento busca o melhor ajuste da curva encontrada no programa com a curva

encontrada no levantamento de campo

Para isso eacute variado os valores de moacutedulos previstos tentando reduzir ao maacuteximo o

valor do erro meacutedio quadraacutetico (RMS) correspondente ao ajuste das duas curvas (teoacuterica e de

campo) Quando o valor do erro ficava o mais baixo possiacutevel eram salvos os valores de MR

encontrados no BAKFAA

Com os valores de MR de cada camada referente a cada levantamento realizou-se um

tratamento estatiacutestico onde se obteve a meacutedia dos valores de MR e o desvio padratildeo Para

definir o valor a ser considerado optou-se por utilizar um intervalo de aceitaccedilatildeo atraveacutes da

Equaccedilatildeo 36 de maneira semelhante ao DNER PRO 0111979 Como o nuacutemero de amostras eacute

de 13 para Avenida Roraima e 15 tanto para a Avenida Heacutelvio Basso quanto para o Trevo dos

Quarteacuteis em cada levantamento a DNER PRO 0111979 indica a utilizaccedilatildeo de z = 25 poreacutem

para ter uma maior confiabilidade nos dados utilizou-se z = 20

Equaccedilatildeo 36

Onde

= Meacutedia dos n valores de Moacutedulo de Resiliecircncia da camada

z = Coeficiente de majoraccedilatildeo e minoraccedilatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero de amostras

ζ = Desvio padratildeo

Os valores que ficavam fora desse intervalo de aceitaccedilatildeo eram retirados e

recalculavam-se os valores da meacutedia e do desvio padratildeo e mais uma vez era verificado o

intervalo de aceitaccedilatildeo ateacute que natildeo houvesse mais valores fora deste intervalo e assim era

obtido o valor da meacutedia dos MR de cada camada em cada levantamento

zxIntervalo

x

134

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS

Neste capitulo estatildeo apresentados analisados e discutidos os resultados dos

procedimentos de monitoramento dos trechos estudados bem como dos modelos empiacutericos de

previsatildeo de desempenho de cada um dos paracircmetros avaliados Estatildeo apresentadas tambeacutem

comparaccedilotildees dos modelos encontrados neste estudo com os modelos de previsatildeo de

desempenho apresentados na literatura para avaliar o comportamento das estruturas que foram

monitoradas durante esta pesquisa

Os modelos gerados nesta pesquisa tem seu espaccedilo de inferecircncia bem definido Foram

obtidos para as condiccedilotildees climaacuteticas da regiatildeo materiais utilizados na construccedilatildeo das

camadas dos trechos e traacutefego que solicitou cada trecho Por se tratar de trechos onde a

solicitaccedilatildeo foi feita basicamente por veiacuteculos leves e comerciais com baixa capacidade de

carga os nuacutemeros de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo foram razoavelmente baixos

necessitando assim de um periacuteodo maior de monitoramento

Assim todos os modelos apresentados nesta pesquisa devem ser utilizados em

intervalos restritos ao nuacutemero de solicitaccedilatildeo (N) encontrados no uacuteltimo ensaio realizado em

cada paracircmetro Qualquer extrapolaccedilatildeo pode apresentar valores improacuteprios ao esperado para

o paracircmetro que se busca obter a previsatildeo do desempenho do pavimento

Todas as anaacutelises dos paracircmetros foram feitas em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes ao eixo padratildeo sendo calculado o FEC conforme recomendaccedilotildees da AASHTO

pelo fato dos modelos utilizados para comparaccedilatildeo na literatura apresentarem tambeacutem seus

modelos segundo a AASHTO Poreacutem calculou-se tambeacutem a solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo

padratildeo segundo as recomendaccedilotildees da USACE no caacutelculo do FEC por ser a forma caacutelculo

utilizada no Brasil encontrando assim a correlaccedilatildeo entre os dois meacutetodos para os trechos

monitorados o que pode ser verificado na Tabela 41 Os caacutelculos dos FECs pelas

metodologias da AASHTO e USACE utilizaram as formulaccedilotildees indicadas pelo Manual de

Traacutefego do DNIT (2006)

Aleacutem disso satildeo mostrados no decorrer da pesquisa os modelos de previsatildeo de

desempenho para cada paracircmetro analisado calculados tanto pelo N da AASHTO quanto pelo

da USACE a fim de facilitar a utilizaccedilatildeo dos modelos e natildeo haver necessidade de

transformaccedilatildeo de um meacutetodo para outro

136

Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo

2013 357E+05 513E+05 144

2014 361E+05 510E+05 141

2013 512E+05 866E+05 169

2014 593E+05 990E+05 167

Trevo dos Quarteacuteis 2014 547E+05 118E+06 217

Roraima

Heacutelvio Basso

Trecho MonitoradoPeriodo Contagem

(ano)NAASHTO NUSACE

41 MACROTEXTURA

Um paracircmetro que foi analisado durante o monitoramento dos trechos foi o

desempenho da macrotextura do pavimento agrave medida que era solicitado A partir dos dados

obtidos com os levantamentos realizados nos trechos monitorados desde o primeiro mecircs apoacutes

a abertura ao traacutefego e com o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo para cada

trecho foi possiacutevel compilar os dados apresentados na Tabela 42 com valores de meacutedia

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo da profundidade de macrotextura para cada um dos

trechos nos periacuteodos de monitoramento

Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 057 007 1204 064 050

6 179E+05 257E+05 040 003 833 043 037

13 388E+05 557E+05 044 006 1286 049 038

19 569E+05 812E+05 042 008 1834 050 034

25 749E+05 107E+06 047 003 547 050 045

1 435E+04 736E+04 035 006 1565 041 030

7 299E+05 505E+05 030 005 1563 035 025

13 638E+05 107E+06 029 001 451 031 028

19 934E+05 157E+06 030 004 1239 034 026

1 464E+04 101E+05 068 011 1613 079 057

6 274E+05 594E+05 048 005 1021 053 043

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Roraima

Heacutelvio

Basso

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Macrotextura

Meacutedia (mm)

Desvio Padratildeo

(mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)NUSACE

Verifica-se na Tabela 42 que os valores de desvio padratildeo mostraram-se relativamente

baixos poreacutem alguns valores de coeficiente da variaccedilatildeo foram um pouco altos como o obtido

137

no ensaio realizado no 19ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego da Avenida Roraima Esse valor

pode ter dado alto devido a variaccedilotildees de macrotextura entre os pontos de leitura ao longo do

trecho ou seja alguns pontos podem ter um desgaste na superfiacutecie do pavimento diferente de

outros causando variaccedilatildeo nos valores de macrotextura entre os pontos da pista Com os dados

da Tabela 42 confeccionou-se o graacutefico mostrado na Figura 42 e assim analisar o

comportamento da macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo de forma mais eficaz

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Pro

fun

did

ad

e d

a M

acr

ote

xtu

ra (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo dos

Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

textura muito fina

textura meacutedia

textura fina

textura grossa

Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo

Nos graacuteficos da Figura 41 satildeo apresentadas as macrotexturas dos trechos monitorados

da Avenida Roraima Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis O pavimento da Avenida Roraima

obteve a classificaccedilatildeo de textura meacutedia no intervalo entre 041 e 080 mm o que indica que o

pavimento teraacute bom escoamento de aacutegua O uacutenico valor que ficou fora deste intervalo de

classificaccedilatildeo foi o ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem bastante

proacuteximo desta classificaccedilatildeo podendo ser ateacute mesmo classificado nesta textura uma vez que o

intervalo entre a meacutedia mais o desvio padratildeo estaacute dentro desta classificaccedilatildeo

Observou-se ainda que ocorreu um aumento no valor da macrotextura no ultimo

ensaio da Avenida Roraima isso pode ter ocorrido devido ao aparecimento de trincas

interligadas de fadiga com severidade alta (com esborcinamento nas juntas das trincas) como

56801061710628 7213

AASHTOAASHTORNNMA

Rsup2 = 071

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHBNNMA

Rsup2 = 095

138

seraacute comprovado no item 46 o que causou uma descontinuidade na superfiacutecie do pavimento

e por consequecircncia um aumento na macrotextura

A Avenida Heacutelvio Basso teve seus valores de Macrotextura na faixa entre 021 e 040

o que classifica o pavimento como tendo uma textura fina dificultando assim o escoamento

da aacutegua em periacuteodos chuvosos causando inseguranccedila ao usuaacuterio A macrotextura deste trecho

pode ter se apresentado baixa devido ao arranjo granulomeacutetrico da mistura e do grau de

compactaccedilatildeo mais alto em relaccedilatildeo aos outros dois trechos causando assim um fechamento

maior dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Foram mostrados tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho da macrotextura

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo

padratildeo calculados pelos meacutetodos da AASHTO Como foram realizados apenas dois

levantamentos no Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o trecho teve sua liberaccedilatildeo ao traacutefego a

pouco tempo natildeo foi realizado um modelo de previsatildeo de desempenho para este paracircmetro

neste trecho monitorado sendo realizada apenas uma observaccedilatildeo do comportamento da

macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

Observa-se que houve uma reduccedilatildeo no valor da macrotextura agrave medida que o

pavimento foi solicitado no Trevo dos Quarteacuteis o que tambeacutem aconteceu nos outros dois

trechos monitorados Isso acontece devido ao preenchimento dos vazios existentes na

superfiacutecie do pavimento com sujeiras e ateacute mesmo borracha dos pneus dos veiacuteculos Esta

reduccedilatildeo ocorre principalmente nos periacuteodos iniciais pelo fato de que a primeira leitura foi

realizada logo apoacutes a liberaccedilatildeo da via aos veiacuteculos logo os vazios foram pouco preenchidos e

a macrotextura se apresenta bem mais alta

Vale salientar ainda que o trecho da Avenida Roraima tem velocidade de

deslocamento maacutexima permitida de 50kmh a Avenida Heacutelvio e o Trevo dos Quarteacuteis tem

velocidade maacutexima de deslocamento na via de 60kmh Assim pode-se dizer que todos os

trechos estatildeo de acordo com as indicaccedilotildees de macrotextura uma vez que para trechos com

macrotextura fina eacute indicada velocidades inferiores a 80kmh

Para verificaccedilatildeo da confiabilidade nos modelos de previsatildeo de macrotextura obtidos

ateacute o momento fez-se o graacutefico da Figura 42 onde eacute feita uma correlaccedilatildeo dos valores obtidos

em campo (observados) pelos valores encontrados com os modelos de previsatildeo de

desempenho Quanto mais valores proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

139

020

025

030

035

040

045

050

055

060

065

020 025 030 035 040 045 050 055 060 065

Ma

cro

tex

tura

Ca

lcu

lad

a (

mm

)

Macrotextura Observada (mm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura

Verifica-se na Figura 42 que os valores dos modelos estatildeo bem proacuteximos das retas

principalmente para os da Avenida Heacutelvio Basso comprovando que os modelos estatildeo de

acordo com o comportamento visualizado em campo Para corroborar com a confiabilidade

dos modelos de previsatildeo de desempenho foi feito a Tabela 43 onde estaacute em resumo os dois

modelos encontrados para o paracircmetro de macrotextura bem como seus respectivos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) que mostra em percentagem o quanto o modelo consegue

explicar os valores encontrados durante o ensaio e Erro Padratildeo de Estimativa (p) que avalia

a precisatildeo na unidade de medida do paracircmetro estudado pelo caacutelculo da raiz da soma das

diferenccedilas quadradas dividida pelo nuacutemero de amostras menos dois

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

071 0043

095 0007

071 0043

095 0007

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

AASHTO

USACE56801036510264 7213

USACEUSACER NNMA

56801061710628 7213

AASHTOAASHTOR NNMA

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHB NNMA

35901041110766 7214

USACEUSACEHB NNMA

140

Onde MA = Valor de Macrotextura da superfiacutecie do pavimento (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 apresentados na Tabela 43 satildeo considerados bons comprovando

que o ajustamento dos modelos estaacute de acordo com os valores medidos Pode-se verificar

tambeacutem que os erros padratildeo de estimativa estatildeo bastante baixos mostrando que os valores

encontrados com os modelos estatildeo bem proacuteximos aos valores apresentados em campo Foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 43 para comparaccedilatildeo dos modelos de previsatildeo de

desempenho encontrados para o paracircmetro de macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero equivalente

de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 865E+05 108E+06 130E+06

000

010

020

030

040

050

060

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

Ma

cro

tex

tura

(m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura

141

Os valores da macrotextura encontrados nos modelos para Avenida Heacutelvio Basso

deram bem inferiores aos da Avenida Roraima devido ao arranjo granulomeacutetrico e ao grau de

compactaccedilatildeo que foi um pouco maior na Avenida Heacutelvio Basso causando assim o

fechamento dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Os modelos de previsatildeo de desempenho das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo

de acordo com o esperado ao longo do tempo com maior reduccedilatildeo inicial e posteriormente

um periacuteodo em que a macrotextura continua reduzindo de forma menor com valores quase

constantes Poreacutem o modelo da Avenida Roraima tem comportamento adequado somente

para um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo mais baixo mas a elevaccedilatildeo no

valor da macrotextura com o aumento do nuacutemero de solicitaccedilotildees natildeo eacute esperado o motivo

desta elevaccedilatildeo foi devido ao surgimento de fissuras causando o aumento no valor da

macrotextura

42 MICROTEXTURA

Outro paracircmetro assim como a macrotextura que faz uma avaliaccedilatildeo funcional do

pavimento eacute a microtextura que neste estudo foi obtido com o Pecircndulo Britacircnico como

mostrado no item 332 Atraveacutes dos ensaios foram obtidos os valores meacutedios de microtextura

para os trecircs trechos monitorados agrave medida que o trecho era solicitado pelo traacutefego A Tabela

44 mostra os valores meacutedios obtido de microtextura bem como seus respectivos valores de

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 8425 428 508 8853 7997

6 179E+05 257E+05 7948 1222 1537 9170 6726

13 388E+05 557E+05 2980 254 853 3234 2726

19 569E+05 812E+05 3248 179 552 3427 3069

25 749E+05 107E+06 3752 208 555 3960 3544

1 435E+04 736E+04 8596 299 348 8895 8297

7 299E+05 505E+05 3532 131 370 3663 3401

13 638E+05 107E+06 3920 387 987 4307 3533

19 934E+05 157E+06 3412 258 755 3670 3154

1 464E+04 101E+05 7340 285 388 7625 7055

6 274E+05 594E+05 3116 091 294 3207 3025

Coef Variaccedilatildeo

()Meacutedia + DP

Trecho

MonitoradoDesvio Padratildeo Meacutedia - DP

Periodo Ensaio

(meses)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

NAASHTO

Microtextura

MeacutediaNUSACE

142

Observou-se na Tabela 44 que os valores de desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego da Avenida Roraima estatildeo um pouco elevados em

relaccedilatildeo aos outros ensaios no entanto os valores obtidos nos demais ensaios foram bem

baixos mostrando a regularidade de operaccedilatildeo durante os ensaios Com os dados desta tabela

realizou-se a Figura 44 que mostra o desempenho da microtextura em funccedilatildeo do nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo nos trecircs trechos monitorados

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Mic

rote

xtu

ra (

BP

R)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

QuarteacuteisPerigosa

Muito Lisa

Lisa

Mediamente Rugosa

Rugosa

Muito Rugosa

Insuficientemente Rugosa

Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo

Na Figura 44 eacute possiacutevel verificar uma grande queda no valor da microtextura do

ensaio realizado no 6ordm meses para o ensaio realizado no 13ordm meses apoacutes a liberaccedilatildeo do trafego

na Avenida Roraima Esta queda pode ter ocorrido pelo fato de o agregado ter perdido a

peliacutecula de ligante asfaacuteltico que o cobria passando o mesmo a sofrer desgaste atraveacutes da

solicitaccedilatildeo do traacutefego diminuindo assim sua textura Outra verificaccedilatildeo eacute que a Avenida

Roraima apresentou no ensaio de 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego o menor valor de

microtextura isso pode ter ocorrido pelo fato de o agregado deste trecho ter valores de textura

inferior aos da Avenida Heacutelvio Basso o que foi mostrado no ensaio de AIMS realizados no

CENPES

A mesma queda no valor da microtextura pode ser visualizada tambeacutem para os outros

dois trechos poreacutem esta queda ocorreu em um menor periacuteodo de tempo Apesar da reduccedilatildeo da

72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

Rsup2 = 086

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

Rsup2 = 085

143

microtextura nos trechos da Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis terem ocorrido num

periacuteodo de tempo menor que a da Avenida Roraima o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do

eixo padratildeo em que ocorreu essa reduccedilatildeo foi bem proacuteximo para os trecircs casos comprovando

assim que o nuacutemero de solicitaccedilotildees tem grande interferecircncia no valor da microtextura

A reduccedilatildeo no valor da microtextura no trecho do Trevo dos Quarteacuteis foi de

aproximadamente 58 passando a microtextura de uma classificaccedilatildeo rugosa para uma

classificaccedilatildeo lisa na Avenida Heacutelvio Basso a reduccedilatildeo foi de 59 chegando a uma

classificaccedilatildeo de microtextura insuficientemente rugosa Jaacute a Avenida Roraima teve a maior

reduccedilatildeo de um ensaio para outro tal reduccedilatildeo foi de 63 quando a microtextura no terceiro

ensaio foi classificada como muito lisa no penuacuteltimo e no ultimo ensaio passou a ter uma

classificaccedilatildeo de microtextura lisa

Assim como no paracircmetro de macrotextura foi realizado o graacutefico da Figura 45 onde

eacute verificada a confiabilidade dos modelos de previsatildeo de microtextura obtidos para os dois

trechos monitorados com a correlaccedilatildeo dos valores obtidos em campo (observados) pelos

valores encontrados com os modelos de previsatildeo de desempenho Quanto mais valores

proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Mic

rote

xtu

ra C

alc

ula

da

(B

PR

)

Microtextura Observada (BPR)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura

144

Verifica-se na Figura 45 que os valores obtidos com o modelo de previsatildeo de

desempenho de microtextura para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo bem coerentes

em relaccedilatildeo aos valores obtidos em campo Desta forma a confiabilidade nos modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados para este paracircmetro nos dois trechos monitorados eacute alta

Mostra-se na Tabela 45 resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

para a microtextura e os valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p) para cada modelo

Quanto maior o valor de Rsup2 e menor o valor de p maior a confiabilidade do modelo

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (BPR)

086 1140

085 1192

086 1141

085 1183USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

AASHTO72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

75971053110918 4211

USACEUSACER NNMI

02891008110804 4211

USACEUSACEHB NNMI

Onde MI = Valor de Microtextura da superfiacutecie do pavimento (BPR)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (BPR)

Os valores de Rsup2 mostraram-se alto comprovando que o ajustamento dos modelos

condiz com os valores obtidos em campo poreacutem os valores de p apresentaram-se elevados

uma vez que se obtiveram valores de microtextura proacuteximos a 30 durante os ensaios e o p foi

aproximadamente 38 deste valor nas avenidas Roraima e Heacutelvio Basso Assim deve haver

parcimocircnia durante a utilizaccedilatildeo destes modelos todavia serve como balizadores de provaacuteveis

resultados a serem encontrados na via Realizou-se um comparativo entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho para microtextura que estaacute mostrado na Figura 46

145

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)M

icro

tex

tura

(B

PR

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura

A Figura 46 mostra um comportamento bem similar entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados com uma queda bem acentuada na microtextura nas

primeiras idades e uma pequena estabilidade no valor com o passar do tempo mesmo com o

acuacutemulo de solicitaccedilotildees Poreacutem o modelo da Avenida Roraima natildeo se comportou

adequadamente a partir do nuacutemero acumulado de solicitaccedilatildeo de 60x105 pois se visualiza um

aumento no valor da microtextura o que possivelmente natildeo deveria e pode natildeo se confirmar

nas proacuteximas mediccedilotildees

43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI

O international Friction Index eacute o valor harmonizado do atrito pneu-pavimento que

possibilita maior seguranccedila em manobras de curvas e frenagem dos veiacuteculos Os valores de

IFI foram obtidos pela combinaccedilatildeo dos valores de Macrotextura e Microtextura utilizando

tais valores nas formulas contidas na norma ASTM E 19601998 sendo que o ensaios de

Macro textura e Microtextura devem ser realizados na mesma data e local somente assim eacute

146

possiacutevel o a combinaccedilatildeo dos valores e a obtenccedilatildeo do IFI Para o trecho monitorado da

Avenida Roraima realizou-se a confecccedilatildeo do graacutefico apresentado na Figura 47 onde eacute

apresentado o comportamento dos valores de atrito em cada um dos periacuteodos de ensaio em

funccedilatildeo da velocidade de deslocamento do veiacuteculo

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

13 meses

19 meses

25 meses

Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima

Pode-se verificar no graacutefico da Figura 47 que agrave medida que a velocidade aumenta o

atrito pneu pavimento reduz poreacutem no ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

essa reduccedilatildeo ocorre de maneira mais significativa Este fato ocorre pelo fato de o valor de

macrotextura ser o menor encontrado nesta data em todos os ensaios uma vez que a

macrotextura eacute responsaacutevel pela aderecircncia pneu-pavimento nas velocidades meacutedias e altas

Verifica-se tambeacutem que com o passar do tempo e com o acuacutemulo de solicitaccedilotildees no

pavimento houve uma reduccedilatildeo nos valores de IFI para uma mesma velocidade como jaacute era

de se esperar mas a partir do 13ordm mecircs de solicitaccedilotildees os valores se mantiveram quase

constantes para uma mesma velocidade Isso ocorreu devido agrave estabilizaccedilatildeo e constacircncia nos

valores principalmente de macrotextura Encontrou-se tambeacutem os modelos de IFI para

AASHTO (Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma

147

velocidade de 60 kmh uma vez que essa eacute a velocidade padratildeo da norma ASTM E

19601998 utilizada no calculo do IFI

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 099

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 099

Para Avenida Heacutelvio Basso obtiveram-se os graacuteficos da Figura 48 tambeacutem pela

combinaccedilatildeo de Macrotextura e Microtextura obtidos nos ensaios realizados no trecho

monitorado em suas respectivas datas A figura mostra ainda o modelo de previsatildeo de

desempenho de IFI encontrado para este trecho estudado

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

7 meses

13 meses

19 meses

Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso

Visualiza-se na Figura 48 que haacute uma reduccedilatildeo significativa nos valores do IFI em

todos os periacuteodos de monitoramento com o aumento das baixas velocidades por exemplo

quando aumentada a velocidade de 20 kmh para 40 kmh haacute uma reduccedilatildeo no valor de atrito

de ateacute 60 no ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Isso ocorreu justamente

148

pelo fato de este trecho ter apresentado os menores valores de macrotextura classificada

como fina e assim reduzindo excessivamente o valor de IFI com o aumento da velocidade

Nota-se ainda que a uma velocidade de 100 kmh os valores de atrito em praticamente

todos os periacuteodos de monitoramento satildeo bem proacuteximos de zero o que eacute extremamente

inseguro para o usuaacuterio da via Encontrou-se ainda os modelos de IFI para AASHTO

(Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma velocidade

de 60 kmh

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 089

18003210279 7214

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 089

No Trevo dos Quarteacuteis a combinaccedilatildeo dos dados de macrotextura e microtextura

obtidos nos ensaios realizados no primeiro e no sexto mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deu

origem aos dois graacuteficos apresentados na Figura 49 Para este trecho natildeo foi desenvolvido

modelo de previsatildeo de desempenho para o IFI pelo curto periacuteodo de tempo para coleta de

dados e seria prematura a realizaccedilatildeo de um modelo com apenas dois levantamentos de dados

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis

149

Apesar do curto periacuteodo de tempo decorrido desde o iniacutecio da utilizaccedilatildeo da via ateacute a

realizaccedilatildeo do ultimo levantamento eacute possiacutevel verificar no graacutefico da Figura 49 que houve

uma reduccedilatildeo bastante significativa nos valores de atrito para uma mesma velocidade Neste

caso esta reduccedilatildeo pode ter ocorrido principalmente pela reduccedilatildeo da microtextura que foi de

58 ocasionando assim a reduccedilatildeo no valor do IFI Foi montada a Tabela 46 que apresenta o

valor de erro padratildeo de estimativa que quanto menor o valor mais confiaacutevel eacute o modelo para

o trecho monitorado

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p

099 0009

089 0018

099 0009

089 0018

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

Avenida RoraimaAASHTO

USACEAvenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI

1801003210279 7214

USACEUSACEHB NNIFI

Onde IFI = Valor harmonizado de atrito para veiacuteculos deslocando-se agrave 60kmh

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

Verificou-se na Tabela 46 que os valores de p satildeo baixos confirmando a

confiabilidade dos modelos mostrados Aleacutem da Tabela 46 fez-se o graacutefico da Figura 410

para verificar o ajuste dos modelos encontrados visualizando se os pontos estatildeo proacuteximos ou

natildeo da reta de igualdade quanto mais proacuteximos da reta estiverem os pontos maior a

confiabilidade do modelo

Observando a Figura 410 nota-se que os pontos ficaram bastante proacuteximos a linha o

que mostra que a coerecircncia entre os valores calculados pela correlaccedilatildeo entre a Macrotextura e

a Microtextura e os valores calculados pelos modelos

150

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000 005 010 015 020 025 030 035 040

IFI

Ca

lcu

lad

o p

elo

Mo

del

o (

60

km

h)

IFI Calculado pela Macrotextura e Microtextura (60kmh)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI

Fez-se tambeacutem uma comparaccedilatildeo entre os modelos de IFI das Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso confeccionando o graacutefico do IFI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que estaacute mostrado na Figura 411

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

IFI

(60

km

h)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa

151

Ambos os modelos de previsatildeo apresentaram uma queda nos valores de IFI com o

acuacutemulo do nuacutemero de solicitaccedilotildees o que condiz com o que apresentou os resultados obtidos

pelos levantamentos Poreacutem a reduccedilatildeo mostrada pelo modelo da Avenida Heacutelvio Basso foi

mais acentuada devido ao comportamento da macrotextura que teve o menor valor entre os

trecircs trechos monitorados Aleacutem disso o valor de IFI na Avenida Roraima aumenta a partir de

um determinado nuacutemero de solicitaccedilotildees este aumento ocorre devido principalmente aos

valores da macrotextura que aumentou devido ao surgimento de trincas

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI

O iacutendice de irregularidade longitudinal (IRI) informa o quatildeo desnivelado estaacute o

pavimento o que causa desconforto ao usuaacuterio ao trafegar pela via sendo mais um dos

paracircmetros funcionais analisado neste trabalho Os valores de IRI foram obtidos neste estudo

com o perfilocircmetro a laser nos periacuteodos de 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego da

Avenida Roraima nos periacuteodos de 9 16 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 2 e 7 meses

no Trevo dos Quarteacuteis Com os valores medidos de irregularidade sendo agrupados de 10 em

10 metros foi possiacutevel fazer os graacuteficos das Figuras 412 413 e 414 que mostra a

irregularidade meacutedia dos pavimentos ao longo dos trechos da Avenida Roraima Avenida

Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis respectivamente

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado

152

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado

153

Analisando as trecircs figuras eacute possiacutevel verificar que a menor irregularidade foi

observada no trecho do Trevo dos Quarteacuteis Quando observados os graacuteficos da Figura 412

verifica-se que as maiores irregularidades estatildeo no iniacutecio do trecho o que pode ser explicado

pela existecircncia de uma emenda da mistura asfaacuteltica colocada no trecho e ser um ponto onde

existe uma intersecccedilatildeo com uma rotatoacuteria com diferentes pontos de solicitaccedilotildees provocando

irregularidades Por isto foi retirado o primeiro ponto dos levantamentos realizados na

Avenida Roraima para realizaccedilatildeo da anaacutelise e obtenccedilatildeo dos modelos para este paracircmetro uma

vez que este ponto natildeo representa de forma correta a realidade da irregularidade longitudinal

existente no trecho monitorado

Com os valores meacutedios de irregularidade desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo de

cada trecho monitorado bem como com os valores de solicitaccedilotildees equivalente do eixo padratildeo

fez-se a Tabela 47 com esses valores e seus respectivos limites de aceitaccedilatildeo

Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 216 087 4012 303 129

22 628E+05 898E+05 217 079 3655 296 137

27 809E+05 115E+06 217 062 2839 279 155

9 391E+05 661E+05 227 091 4008 318 136

16 786E+05 132E+06 212 084 3969 296 128

21 103E+06 173E+06 250 093 3733 343 157

2 913E+04 198E+05 162 048 2976 210 114

7 319E+05 691E+05 180 040 2240 220 140

Desvio Padratildeo

(mkm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mkm)

Meacutedia - DP

(mkm)NUSACENAASHTO

IRI Meacutedio

(mkm)

Trevo dos

Quarteacuteis

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)

Os valores de coeficiente de variaccedilatildeo dos ensaios mostraram-se elevados sendo que a

Avenida Heacutelvio Basso apresentou na meacutedia os maiores valores devido a maior irregularidade

longitudinal ao longo do trecho Poreacutem de forma geral os valores meacutedios de IRI das

Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo baixos sendo os trechos classificados no conceito

bom segundo o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) com valores meacutedios entre 212 e

250 mkm jaacute no Trevo dos Quarteacuteis a classificaccedilatildeo do IRI foi excelente devido a adequada

execuccedilatildeo do revestimento quanto a este aspecto natildeo apresentando assim irregularidades

Todavia apesar de ter uma classificaccedilatildeo de IRI bom nas Avenidas Roraima e Heacutelvio

Basso em ambas as Avenidas houve pontos onde o valor do IRI apresentou-se acima de

46mkm onde a classificaccedilatildeo eacute peacutessima Com os dados da Tabela 47 fizeram-se os graacuteficos

154

da Figura 415 que mostra a evoluccedilatildeo da irregularidade nos trecircs trechos monitorados agrave medida

que era solicitado

000

050

100

150

200

250

300

350

400

450

500

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo

A Figura 415 apresenta um comportamento caracteriacutestico dos valores de IRI

mostrados tambeacutem em outras literaturas com o aumento de seus valores agrave medida que o

pavimento eacute solicitado Isso ocorre pelo fato de que o pavimento passa a se degradar causando

irregularidades cada vez maiores com formaccedilatildeo de buracos e escorregamento de massa

asfaacuteltica como ocorreu na Avenida Roraima

O uacutenico ponto em que houve uma reduccedilatildeo nos valores meacutedios de IRI foi no ensaio

realizado aos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso onde a

solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo padratildeo acumulada de 76x105 pelo meacutetodo da AASHTO

Entretanto essa reduccedilatildeo estaacute dentro da margem de aceitaccedilatildeo dos valores o que significa que o

agrupamento dos valores que ocorre de 10 em 10 metros pode ter feito com que houvesse essa

reduccedilatildeo logo foi considerado que agrave medida que o pavimento foi solicitado o mesmo

aumentou sua irregularidade longitudinal

A Figura 415 mostra ainda os modelos de previsatildeo de desempenho obtidos apenas

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em relaccedilatildeo ao N calculados pelo criteacuterio da

15210262 8

AASHTOR NIRI

Rsup2 = 099

08210912 7

AASHTOHB NIRI

Rsup2 = 024

155

AASHTO uma vez que foram realizados poucos ensaios no Trevo dos Quarteacuteis e natildeo seria

significativo o modelo encontrado Com tais modelos calcularam-se os valores para os

nuacutemeros de solicitaccedilotildees nas datas das avaliaccedilotildees realizadas e comparou-se com os valores

medidos gerando o graacutefico da Figura 416

200

215

230

245

260

275

290

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

IRI

Ca

lcu

lad

o (

mk

m)

IRI Observado (mkm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI

Analisando a Figura 416 eacute possiacutevel verificar que o modelo obtido para a Avenida

Roraima apresenta valores coincidentes com os obtidos em campo enquanto o modelo

encontrado para a Avenida Heacutelvio Basso tem certa dispersatildeo Todavia os valores estatildeo bem

proacuteximos da linha de igualdade o que significa que os modelos de previsatildeo de desempenho

representam de forma adequada os resultados encontrados durante os ensaios

A Tabela 48 mostra resumidamente os modelos de previsatildeo de desempenho para o

paracircmetro de irregularidade longitudinal encontrado para os trechos da Avenida Roraima e da

Avenida Heacutelvio Basso com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p)

156

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mkm)

099 0004

024 0237

099 0003

024 0237USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

AASHTO08210912 7

AASHTOHB NIRI

15210262 8

AASHTOR NIRI

08210741 7

USACEHB NIRI

15210601 8

USACER NIRI

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mkm)

Verifica-se na Tabela 48 que os valores de erro padratildeo de estimativa (p) encontrados

para os modelos de ambos os trechos satildeo baixos comprovando que os valores calculados com

os modelos condizem com os obtidos em campo Apesar de o modelo de previsatildeo de

desempenho da Avenida Heacutelvio Basso mostrar um valor de Rsup2 baixo este modelo representou

satisfatoriamente o obtido em campo Este valor de Rsup2 baixo eacute devido agrave reduccedilatildeo no valor

meacutedio do IRI no segundo ensaio fazendo com que houvesse uma variaccedilatildeo maior entre o valor

do modelo e o do campo

Fez-se uma comparaccedilatildeo entre os dois modelos de desempenho para IRI encontrados

neste estudo com os modelos encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002)

mostram o comportamento do IRI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo mostrado na Figura 417

Atraveacutes da observaccedilatildeo da Figura 417 pode-se dizer que tanto os modelos encontrados

para a Avenida Roraima como para a Avenida Heacutelvio Basso estatildeo de acordo com os

encontrados por Marcon (2004) e seguem um mesmo comportamento Aumento de IRI agrave

medida que o pavimento eacute solicitado No modelo de Basiacutelio (2002) existe uma reduccedilatildeo no

valor do IRI agrave medida que o pavimento eacute solicitado o que fica em desacordo com os

encontrados neste estudo e por Marcon (2004)

157

000

050

100

150

200

250

300

350

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI

O modelo da Avenida Roraima apresentou valores quase constantes com um aumento

nos valores de IRI bastante baixos agrave medida que a pavimento eacute solicitado Jaacute o modelo da

Avenida Heacutelvio Basso mostra uma taxa maior no valor do IRI quase que na mesma

proporccedilatildeo do modelo encontrado por Marcon (2004) Poreacutem como os valores meacutedios de IRI

em ambos os trechos mostram-se abaixo de 30 mkm natildeo haacute necessidade de uma intervenccedilatildeo

em todo o trecho havendo essa necessidade apenas em alguns ―pontos (trechos de 10

metros) que apresentam defeitos principalmente na Avenida Roraima que provocam maior

interferecircncia neste paracircmetro

45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR

O paracircmetro de afundamento em trilha de roda eacute um dos paracircmetros mais importantes

para a seguranccedila dos usuaacuterios das vias uma vez que com o surgimento da deformaccedilatildeo

permanente haacute a possibilidade de ocorrer o acuacutemulo de aacutegua na pista nestes pontos Os limites

de afundamento em trilha de roda dependem da largura e declividade da pista e quanto maior

a largura da pista maior deve ser a declividade e menor a profundidade admissiacutevel da trilha de

roda Poreacutem para o Manual de Restauraccedilatildeo de Pavimentos Asfaacutelticos do DNIT (2006)

158

afundamentos a partir de 13mm criam condiccedilotildees para que ocorra o armazenamento de aacutegua

suficiente para potencial hidroplanagem

Realizaram-se medidas com treliccedila para obtenccedilatildeo de ATR na Avenida Roraima nos

periacuteodos de 1 6 e 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego e na Avenida Heacutelvio Basso nos

periacuteodos de 1 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Natildeo foi mais realizado levantamento com

treliccedila a partir do momento que passou a ser feito com perfilocircmetro laser concomitantemente

com os ensaios de irregularidade longitudinal nos trechos monitorados As Figuras 418 419

e 420 mostram os pontos de ATR atraveacutes da meacutedia dos afundamentos a cada 10 metros com

perfilocircmetro laser ou seja de 10 em 10 metros era realizado a meacutedia dos ATRs e apresentado

o ponto dos trechos da Avenida Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis

respectivamente

Na Avenida Roraima os ensaios de ATR a laser foram realizados nos meses de 14 22

e 27 apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso foram realizados os levantamentos

nos meses de 9 16 e 21 apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis 2 e 7 meses apoacutes

o transito ser liberado para uso da via

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho

159

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho

Eacute possiacutevel visualizar na Figura 418 que os valores de ATR na Avenida Roraima natildeo

sofreram grandes alteraccedilotildees ao longo tempo isso pode ter ocorrido pelo fato que a estrutura

estaacute bem consolidada jaacute que eacute recapeamento e que a mistura asfaacuteltica apresenta boa

estabilidade frente agrave accedilatildeo do traacutefego causando assim uma baixa variaccedilatildeo no valor de ATR Jaacute

na Figura 419 observa-se um comportamento inesperado na aquisiccedilatildeo dos valores de ATR

160

onde no primeiro ensaio os valores mostraram-se maiores que os obtidos nos ensaios

posteriores natildeo encontrando assim uma explicaccedilatildeo teacutecnica para este acontecimento

Na Figura 420 eacute mostrado um aumento significativo da deformaccedilatildeo permanente 2

meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego em relaccedilatildeo ao ensaio realizado 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao

traacutefego Este aumento pode ter ocorrido devido a natildeo compactaccedilatildeo adequada da mistura

asfaacuteltica em campo uma vez que os valores de grau de compactaccedilatildeo pelas normas NBR

155732012 e DNIT-ME 1171994 foram 88 e 91 respectivamente

Outra observaccedilatildeo que pode ser mencionada visualizando as trecircs figuras eacute que ateacute o

momento natildeo haacute nenhum ponto da pista nos trechos monitorados em que o ATR eacute maior que

13mm o que faz com que natildeo haja necessidade de intervenccedilotildees nos trechos por conta deste

paracircmetro A partir dos dados obtidos nos levantamentos com treliccedila e perfilocircmetro a laser

construiu-se as Tabela 49 e Tabela 410 respectivamente onde satildeo apresentados os valores

meacutedios de afundamento em trilha de roda desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como

as faixas de aceitaccedilatildeo em cada um dos ensaios e trechos monitorados

Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 000 000 000 000 000

6 179E+05 257E+05 011 029 26441 040 000

13 388E+05 557E+05 019 038 19987 058 000

1 435E+04 736E+04 015 023 15012 038 000

7 299E+05 505E+05 064 078 12269 142 000

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Heacutelvio

Basso

Desvio Padratildeo

(mm)

Roraima

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

ATR Meacutedio

(mm)

Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 069 076 11035 145 000

22 628E+05 898E+05 070 068 9643 138 002

27 809E+05 115E+06 125 064 5109 189 061

9 391E+05 661E+05 498 144 2896 642 354

17 786E+05 132E+06 306 133 4353 439 173

21 103E+06 173E+06 363 129 3546 492 234

2 913E+04 198E+05 258 136 5292 394 121

7 319E+05 691E+05 390 058 1482 448 333

Desvio Padratildeo

(mm)

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

ATR Meacutedio

(mm)NUSACE

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Verifica-se na Tabela 49 que os valores de desvio padratildeo nos trechos monitorados

apresentaram-se extremamente elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos consequentemente os valores de coeficiente de variaccedilatildeo foram altos Estes

161

valores chegaram a estes patamares devido a valores baixos e equipamento impreciso para

este niacutevel de medida

Jaacute na Tabela 410 verifica-se que os valores de desvio padratildeo para o trecho da Avenida

Roraima ainda mostraram-se elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos a varias idades Estes valores foram altos devido a existecircncia de defeitos em

alguns pontos que originaram valores altos de ATR e como na meacutedia o trecho apresentou

baixos valores de ATR estes pontos provocaram a discrepacircncia no de desvio padratildeo e no

coeficiente de variaccedilatildeo

Com os dados das Tabelas 49 e 410 confeccionaram-se os graacuteficos da Figura 421

que apresentam o desenvolvimento do ATR nos trecircs trechos monitorados em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees acumulado equivalentes ao eixo padratildeo ao qual cada um dos trechos

foi submetido ateacute a data de cada levantamento Eacute apresentado tambeacutem na Figura 421 o

modelo de previsatildeo de desempenho dos ensaios com perfilocircmetro laser da Avenida Roraima

com seu valor de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) Natildeo seraacute apresentado modelo de previsatildeo

de desempenho para o trecho do Trevo dos Quarteacuteis uma vez que foram realizados apenas

dois levantamentos neste trecho

Jaacute na Avenida Heacutelvio Basso natildeo foi feito o modelo de previsatildeo de desempenho visto

que foi desconsiderado o ensaio de 9 meses pela incoerecircncia no desenvolvimento do ATR agrave

medida que o pavimento era solicitado Desta forma o modelo de previsatildeo de desempenho

natildeo representaria adequadamente o desenvolvimento do ATR no pavimento

-100

000

100

200

300

400

500

600

700

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Perfilocircmetro Laser

Roraima Treliccedila

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Heacutelvio Basso

Perfilocircmetro Laser

Heacutelvio Basso

Treliccedila

Meacutedia plusmn DP Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Perfilocircmetro Laser

Meacutedia plusmn DP Trevo

dos Quarteacuteis

Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo

012010411 6

AASHTOR NATR

Rsup2 = 073

162

Avaliando o comportamento dos ATRs mostrados nos graacuteficos da Figura 421 eacute

possiacutevel dizer que os trechos da Avenida Roraima e Trevo dos Quarteacuteis estatildeo ateacute o momento

com um comportamento esperado de aumento no valor de ATR agrave medida que o pavimento eacute

solicitado Em contrapartida o comportamento do ATR da Avenida Heacutelvio Basso eacute

inesperado justamente pelo valor meacutedio de ATR encontrado no primeiro levantamento a laser

que mostrou um valor superior aos outros dois levantamentos

Para comparar os valores encontrados em campo com os obtidos no modelo de

previsatildeo de desempenho para Avenida Roraima e verificar se o modelo estaacute representando

adequadamente o comportamento do ATR no trecho fez-se o graacutefico da Figura 422 que

relaciona tais valores Quanto mais proacuteximo da reta de 45ordm estiverem os pontos mais os

resultados encontrados no modelo condizem com os obtidos em campo

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

000 020 040 060 080 100 120 140 160 180 200

AT

R C

alc

ula

do (

mm

)

ATR Observado (mm)

Roraima

Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR

Eacute possiacutevel verificar na Figura 422 que o modelo encontrado para a Avenida Roraima

estaacute representando adequadamente os valores conseguidos nos ensaios de campo uma vez

que estatildeo bem proacuteximos da reta de 45ordm Aleacutem da Figura 422 que verifica a coerecircncia entre os

valores encontrados no modelo e os resultados encontrados em campo foi confeccionada a

Tabela 411 que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho para os ensaios realizados

163

com perfilocircmetro laser com seus respectivos valores de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) e

erro padratildeo de estimativa (p)

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

AASHTO 073 0240

USACE 072 0240Avenida Roraima

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima 012010411 6

AASHTORNATR

003010949 7

USACERNATR

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 e p mostrados na Tabela 411 comprovam que os modelos de

previsatildeo de desempenho estatildeo representando de forma adequada os valores medidos uma vez

que os valores de Rsup2 deram altos e p relativamente baixos Com os modelos de ATR jaacute

definidos verificaram-se quais os modelos da literatura mais se aproximaram a este estudo

tanto no que diz respeito agrave caracteriacutestica dos trechos como tambeacutem o comportamento dos

modelos Assim foi possiacutevel produzir os graacuteficos da Figura 423 que comparam os modelos de

previsatildeo de desempenho para ATR encontrados neste estudo com os existentes na literatura

Observa-se na Figura 423 que o modelo da Avenida Roraima mostra um

comportamento com menores valores de ATR poreacutem com maior taxa de variaccedilatildeo do ATR em

relaccedilatildeo aos demais modelos de previsatildeo de desempenho usados na comparaccedilatildeo Estes valores

inferiores encontrados na Avenida Roraima podem ter ocorrido devido agrave pequena espessura

da mistura asfaacuteltica nova colocada no trecho e pela consolidaccedilatildeo jaacute existente no trecho uma

vez que se trata de um trecho antigo fazendo com que natildeo ocorresse uma deformaccedilatildeo mais

acentuada na mesma obtendo valores de ATR baixos Jaacute o aumento mais proeminente do

ATR agrave medida que o pavimento eacute solicitado pode ter ocorrido devido ao alto teor de ligante

asfaacuteltico utilizado na mistura que foi 615 causando assim uma instabilidade na mistura e

aumento mais acelerado da deformaccedilatildeo permanente

164

000

050

100

150

200

250

300

350

400

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Vitorello (2008)

Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO

A utilizaccedilatildeo de forma segura e eficaz com estabilidade e conforto das vias onde os

usuaacuterios deslocam-se diariamente de um local para outro seja transportando mercadorias ou

indo para o trabalho passa por bom estado de conservaccedilatildeo das estruturas viaacuterias com

quantidades baixas de defeitos e irregularidades nos pavimentos Uma das formas de ponderar

as condiccedilotildees dos pavimentos eacute atraveacutes da avaliaccedilatildeo visual com apontamento dos defeitos que

o pavimento apresenta e posteriormente o caacutelculo do Iacutendice de Gravidade Global

Aleacutem do IGG que cada pavimento apresentou em cada levantamento este estudo

calculou ainda a evoluccedilatildeo percentual de aacuterea trincada que o pavimento passou a ter agrave medida

que foi solicitado Tais dados foram colocados na Tabela 412 que mostra os valores de IGG e

percentagem de aacuterea trincada bem como os periacuteodos de ensaio e o nuacutemero de solicitaccedilotildees

acumuladas equivalente ao eixo padratildeo de 82tf em cada mediccedilatildeo Ao mesmo tempo com

estes dados foram montados os graacuteficos da Figura 424

165

Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 182 017

6 179E+05 257E+05 2370 372

13 388E+05 557E+05 4539 777

19 569E+05 812E+05 4810 853

25 749E+05 107E+06 5323 1698

1 435E+04 736E+04 000 000

7 299E+05 505E+05 1130 000

13 638E+05 107E+06 641 000

19 934E+05 157E+06 1108 002

1 464E+04 101E+05 496 000

6 274E+05 594E+05 916 083

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO IGG

Aacuterea

Trincada NUSACE

-05

25

55

85

115

145

175

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima IGG

Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada

Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo

93710936 5

AASHTOR NIGG

Rsup2 = 087

95210888 6

AASHTOHB NIGG

Rsup2 = 043

60010102 5

AASHTOR NTRI

Rsup2 = 093

166

Observando a Figura 424 eacute possiacutevel verificar que na Avenida Roraima houve um

aumento maior no valor do IGG nos periacuteodos iniciais justamente pelo aparecimento das

trincas isoladas passando de um IGG classificado como bom para regular segundo a norma

do DNIT PRO 0062003 em um periacuteodo de um ano permanecendo com esta classificaccedilatildeo ateacute

o momento O aumento significativo no valor de IGG logo no primeiro ano de uso do trecho

pelo traacutefego foi devido ao surgimento e evoluccedilatildeo das fissuras do tipo FC-I para FC-III e

como a avaliaccedilatildeo da qualidade do pavimento atraveacutes do IGG leva em consideraccedilatildeo o fator de

ponderaccedilatildeo de cada defeito enquanto tais fissura natildeo evoluiacuterem para um buraco por

exemplo o valor do IGG natildeo sofreraacute grandes alteraccedilotildees

Jaacute a aacuterea trincada teve um crescimento maior nos periacuteodos chuvosos entre os meses

de junho e dezembro de 2013 e junho de 2014 e janeiro de 2015 ensaios de 6 agrave 13 e 19 agrave 25

meses respectivamente Nestes periacuteodos o aumento da aacuterea trincada foi respectivamente de

52 e 50 Na Avenida Heacutelvio Basso a variaccedilatildeo no valor do IGG ocorreu principalmente

em funccedilatildeo do valor de ATR uma vez que os defeitos do tipo trincamento soacute surgiram

aproximadamente 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego Logo a classificaccedilatildeo do IGG da via

ateacute o momento eacute de estado oacutetimo segundo a norma do DNIT PRO 0062003

Observa-se tambeacutem na Figura 424 que o IGG bem como o percentual de aacuterea

trincada na Avenida Roraima eacute bem superior aos outros dois trechos Esse valor superior deve

ter ocorrido por se tratar de um trecho onde foi colocada uma camada asfaacuteltica nova sobre

outra camada asfaacuteltica antiga com alto grau de degradaccedilatildeo sem nenhum tratamento anti-

reflexatildeo de trincas fazendo com que houvesse o surgimento prematuro de trincas na

superfiacutecie do pavimento novo da Avenida Roraima o que natildeo aconteceu nos outros dois

trechos monitorados que satildeo de implantaccedilatildeo

Na Figura 424 eacute possiacutevel verificar tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho

para o IGG encontrado para a Avenida Roraima e Avenida Heacutelvio Basso Foi feito tambeacutem o

modelo de previsatildeo de desempenho para a percentagem de aacuterea trincada apenas para a

Avenida Roraima jaacute que na Avenida Heacutelvio Basso esta no iniacutecio de trincamento aos 19 meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do trecho ao traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis foram realizados apenas dois

levantamentos de defeitos

Para verificar o quatildeo representativo estatildeo sendo os modelos encontrados foi

confeccionada a Figura 425 que compara os valores encontrados durante os ensaios para IGG

e aacuterea trincada com os valores calculados para IGG e aacuterea trincada

167

00 20 40 60 80 100 120 140 160 180

00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

00

100

200

300

400

500

600

700

00 100 200 300 400 500 600 700

Aacuterea Trincada Observada ()

Aacutere

a T

rin

cad

a C

alc

ula

da (

)

IGG

Ca

lcu

lad

o

IGG Observado

Heacutelvio Basso IGG Roraima IGG Roraima Aacuterea Trincada

Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada

Observando a Figura 425 verifica-se que os modelos de previsatildeo de desempenho para

os trechos monitorados representa bem as expectativas previstas para os trechos em relaccedilatildeo

aos dois paracircmetros estudados neste item Aleacutem da Figura 425 fez-se tambeacutem a Tabela 413

que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho do IGG para as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso e o modelo para Avenida Roraima para o paracircmetro de percentagem de aacuterea

trincada do trecho Tal tabela apresenta tambeacutem os valores de coeficiente de determinaccedilatildeo e

erro padratildeo de estimativa para cada modelo encontrado

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e

p

Meacutetodo Rsup2 p

087 1383

093 158

043 696

087 1367

093 167

043 695Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado

AASHTO

USACEAvenida Roraima

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima93710936 5

AASHTORNIGG

60010102 5

AASHTORNTRI

95210888 6

AASHTOHBNIGG

77710874 5

USACERNIGG

63010471 5

USACERNTRI

92210315 6

USACEHBNIGG

168

Onde IGG = Iacutendice de Gravidade Global do trecho analisado

TRI = Percentagem de Aacuterea Trincada ()

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

A Tabela 413 confirma que os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

simulam de forma satisfatoacuteria as expectativas de comportamento esperados nos trechos

monitorados Os valores de Rsup2 mostraram-se relativamente altos para os modelos encontrados

para Avenida Roraima e valor mediano para o modelo da Avenida Heacutelvio Basso poreacutem

satisfatoacuterio para confiabilidade no modelo

Jaacute os valores de p para os modelos de IGG ficaram um pouco elevados podendo

interferir na classificaccedilatildeo de um pavimento que estaacute oacutetimo ou bom onde a faixa de

classificaccedilatildeo eacute pequena No entanto nas classificaccedilotildees mais importantes de um pavimento

rodoviaacuterio que satildeo as classificaccedilotildees onde o pavimento jaacute deveria sofrer alguma intervenccedilatildeo

devido ao niacutevel de deterioraccedilatildeo os modelos poderatildeo mostrar-se coerentes com o que iraacute

acontecer com o pavimento uma vez que a faixa de classificaccedilatildeo eacute maior reduzindo a

possibilidade de erros de enquadramento

O valor de erro padratildeo de estimativa para o modelo de percentagem de aacuterea trincada

encontrado para Avenida Roraima apresentou-se baixo aprovando a confianccedila na utilizaccedilatildeo

de tal modelo que representou bem os valores observados no trecho para cada um dos

levantamentos realizados Com a confirmaccedilatildeo da possibilidade de utilizaccedilatildeo dos modelos

realizaram-se os graacuteficos da Figura 426 que mostra os modelos encontrados nos trechos

estudados e aqueles apresentados na literatura

169

00

40

80

120

160

200

240

00

100

200

300

400

500

600

700

800

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Ind

ice

de

Gra

vid

ad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG Marcon (2004) IGG

Roraima Aacuterea Trincada Basilio (2002) Aacuterea Trincada

Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada

Na Figura 426 verifica-se que o modelo de previsatildeo de desempenho para o IGG da

Avenida Heacutelvio Basso estaacute de acordo com o esperado em comparaccedilatildeo com o encontrado por

Marcon (2004) poreacutem o modelo da Avenida Roraima exibiu uma taxa de aumento no valor

do IGG muito acentuada devido agrave caracteriacutestica da via e fatores que aceleraram o surgimento

dos defeitos Jaacute o modelo de previsatildeo de desempenho para percentagem de aacuterea trincada da

Avenida Roraima teve um comportamento bem semelhante ao observado por Basiacutelio (2002)

com valores um pouco superiores tambeacutem devido aos mesmos fatores jaacute mencionados

47 DEFLEXAtildeO

Para os modelos de deflexatildeo utilizaram-se os dados obtidos atraveacutes dos ensaios

realizados com Viga Benkelman e FWD nos periacuteodos descritos nos itens 337 e 338 Com

estes dados foi possiacutevel obter os valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima desvio padratildeo e

170

coeficiente de variaccedilatildeo em cada um dos periacuteodos de levantamentos Realizou-se tambeacutem o

caacutelculo dos valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) em cada periacuteodo do ensaio e assim foi

encontrada uma faixa de aceitaccedilatildeo dos valores de deflexatildeo atraveacutes da meacutedia mais o desvio

padratildeo e a meacutedia menos o desvio padratildeo Os valores encontrados para a Avenida Roraima nos

ensaios realizados com a Viga Benkelman e FWD estatildeo apresentados na Tabela 414

Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 8173 2305 2820 10478 5868

1 303E+04 436E+04 7866 1880 2390 9746 5986

6 179E+05 257E+05 9252 1962 2121 11214 7290

13 388E+05 557E+05 9062 2475 2731 11537 6587

20 598E+05 854E+05 7152 1512 2114 8664 5640

23 688E+05 981E+05 7068 1651 2336 8719 5417

27 809E+05 115E+06 7138 1095 1534 8233 6043

2 597E+04 858E+04 6762 1853 2740 8615 4909

14 418E+05 600E+05 5166 1209 2340 6375 3958

23 688E+05 981E+05 4859 945 1944 5804 3914

27 809E+05 115E+06 4941 121 2453 6152 3729

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Viga

Benkelman

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

A partir dos dados da Tabela 414 foi possiacutevel a confecccedilatildeo dos graacuteficos apresentados

na Figura 427 onde estaacute demostrado o comportamento da deflexatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero

equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo Estatildeo apresentados ainda os modelos de previsatildeo

de desempenho encontrados para a deflexatildeo maacutexima com Viga Benkelman e FWD

Recomenda-se a utilizaccedilatildeo de tais modelos para um traacutefego de ateacute 809x105 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que eacute o traacutefego que solicitou o trecho monitorado ateacute o ultimo

ensaio acima deste traacutefego pode-se encontrar resultados improacuteprios com o esperado

Eacute possiacutevel observar na Figura 427 que haacute uma grande variaccedilatildeo na faixa de aceitaccedilatildeo

dos resultados principalmente para o ensaio realizado com Viga Benkelman ou seja o desvio

padratildeo das leituras realizadas se apresentou relativamente alto como pode ser visualizado na

Tabela 414 Isso ocorreu pelo fato de se tratar de um trecho onde foi executada uma

restauraccedilatildeo sem qualquer cuidado em realizar uma fresagem ou ateacute mesmo uma operaccedilatildeo tapa

buracos adequada antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico causando

variaccedilotildees altas entre cada ponto de ensaio

171

0 5 10 15 20 25 30 35

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)D

efle

xatilde

o D

0(1

0 ˉ

sup2mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima

Observa-se ainda que ateacute o momento do uacuteltimo levantamento houve uma reduccedilatildeo no

valor de deflexatildeo em relaccedilatildeo ao primeiro ensaio isso aconteceu nos ensaios realizados com os

dois equipamentos comprovando assim que houve uma reduccedilatildeo nos valores de deflexatildeo Essa

reduccedilatildeo pode ter ocorrido por um enrijecimento da estrutura agrave medida que o pavimento foi

solicitado principalmente pelo enrijecimento da mistura asfaacuteltica que sofre oxidaccedilatildeo ao longo

do tempo deixando a camada menos susceptiacutevel a deformaccedilotildees

Poreacutem para melhor conclusatildeo sobre o comportamento deste pavimento frente agrave

solicitaccedilatildeo do traacutefego se faz necessaacuterio um periacuteodo de observaccedilotildees mais longo jaacute que a

literatura mostra que com o passar do tempo a tendecircncia eacute ocorrer um aumento nas deflexotildees

Natildeo se pode afirmar tambeacutem que essa reduccedilatildeo eacute um indicativo de melhora na qualidade da

estrutura do trecho pois pelo fato de os valores de desvio padratildeo no ensaio com Viga

Benkelman estarem na ordem de 20 deacutecimos de miliacutemetro esta reduccedilatildeo no valor de deflexatildeo

estaacute dentro desta faixa de desvio padratildeo podendo ateacute mesmo natildeo ser considerada como uma

reduccedilatildeo real nos valores de deflexatildeo

Jaacute a Tabela 415 apresenta os valores obtidos nos ensaios com FWD e Viga

Benkelman na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem com os paracircmetros de deflexatildeo maacutexima meacutedia

das leituras desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como os dados dos nuacutemeros de

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 065

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

Rsup2 = 10

172

solicitaccedilotildees em cada periacuteodo de levantamento Com os dados da Tabela 415 realizaram-se os

graacuteficos apresentados na Figura 428 com seus respectivos modelos de previsatildeo de

desempenho para os ensaios realizados com FWD e Viga Benkelman

Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 5686 1365 2401 7051 4321

1 435E+04 736E+04 7223 658 910 7881 6565

7 299E+05 505E+05 5023 539 1074 5562 4483

14 736E+05 124E+06 6965 977 1402 7942 5989

17 835E+05 140E+06 5722 465 813 6187 5257

21 103E+06 173E+06 4332 616 1421 4948 3717

9 391E+05 661E+05 3727 332 892 4059 3394

17 835E+05 140E+06 4669 319 683 4988 4350

21 103E+06 173E+06 3519 295 840 3815 3224

NUSACE

Viga

Benkelman

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)

0 5 10 15 20 25

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 428 Deflexotildees medidas Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso

Assim como para Avenida Roraima os modelos para este trecho tem um limite de

utilizaccedilatildeo recomendado para o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 103x106 e como o

modelo para o FWD foi obtido com dados de apenas trecircs ensaios sendo que o primeiro foi

realizado nove meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deve-se ter cautela ao utilizaacute-lo

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 025

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFW D NNDEF

Rsup2 = 10

173

Observa-se nos graacuteficos da Figura 428 que haacute uma variaccedilatildeo nos valores das

deflexotildees com uma queda nos valores de deflexatildeo principalmente nos ensaios realizados

com a Viga Benkelman a partir dos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta reduccedilatildeo nos

valores ocorre por um aumento na rigidez das camadas que compotildeem o pavimento passando

a dar uma maior resistecircncia ao deslocamento quando solicitado pelo traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis realizaram-se os mesmos procedimentos que nos trechos

apresentados anteriormente com os dados obtidos com Viga Benkelman e FWD encontrando-

se os valores apresentados na Tabela 416 Esta tabela deu origem aos graacuteficos mostrados na

Figura 429 com o modelo apenas dos ensaios com Viga Benkelman uma vez que foram

feitos apenas dois levantamentos deflectomeacutetricos com o FWD natildeo sendo significativo para a

apresentaccedilatildeo de um modelo de previsatildeo de desempenho

Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 5807 904 1557 6712 4903

3 136E+05 295E+05 7016 766 1092 7782 6251

7 319E+05 691E+05 5334 894 1676 6228 4440

3 136E+05 295E+05 5870 539 918 6409 5331

7 319E+05 691E+05 4213 379 900 4593 3834

Viga

Benkelman

FWD

NAASHTO

Periodo Ensaio

(meses)

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

0 2 4 6 8 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 10

174

Da mesma forma que nos outros dois trechos monitorados houve uma reduccedilatildeo nos

valores de deflexatildeo agrave medida que a estrutura foi solicitada poreacutem neste caso a reduccedilatildeo pode

ter ocorrido devido a um periacuteodo de consolidaccedilatildeo da estrutura do pavimento Nos

levantamentos realizados tanto com a Viga Benkelman quanto com o FWD esta reduccedilatildeo foi

bastante significativa se comparado o ensaio realizado nos periacuteodos de trecircs e sete meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego

Para o modelo encontrado referente aos levantamentos com a Viga Benkelman eacute

recomendado utilizar um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo natildeo superior a

319x105 neste modelo uma vez que o tempo de monitoramento desta via foi curto para coleta

de mais dados e por consequecircncia para ter um modelo de previsatildeo de desempenho mais

preciso

Apoacutes a apresentaccedilatildeo e anaacutelise dos valores de deflexatildeo maacutexima encontrados nos trecircs

trechos monitorados vale mencionar neste momento que em todos os casos os valores

meacutedios de deflexatildeo encontrados com FWD foram menores que os valores meacutedios encontrados

com Viga Benkelman Estes valores mostraram-se menores devido a maior precisatildeo na

obtenccedilatildeo dos dados com FWD uma vez que quando realizado o ensaio com Viga Benkelman

sempre haacute um momento durante o procedimento de posicionamento e preparaccedilatildeo para o

ensaio em que o caminhatildeo inicia um carregamento inadequado para a obtenccedilatildeo dos dados

pegando assim aleacutem da deformaccedilatildeo elaacutestica uma parcela viscosa da deformaccedilatildeo Jaacute com o

FWD eacute obtido apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas

Para verificar se os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados para cada trecho

estatildeo de acordo com os valores encontrados em campo foi desenvolvido o graacutefico da Figura

430 onde eacute realizado uma comparaccedilatildeo dos valores observados em campo com os valores

calculados atraveacutes dos modelos de previsatildeo de desempenho

Analisando a Figura 430 eacute possiacutevel verificar que a grande maioria dos valores natildeo

estaacute perfeitamente em cima da linha o que significa que os modelos de previsatildeo de

desempenho natildeo satildeo perfeitos poreacutem representam satisfatoriamente o comportamento

encontrado em campo Uma observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo aos modelos

encontrados atraveacutes dos ensaios com FWD que obtiveram valores extremamente proacuteximos

aos valores obtidos em campo posicionando os pontos mostrados na Figura 430 em cima da

linha

175

30

40

50

60

70

80

90

100

30 40 50 60 70 80 90 100

Def

lax

atildeo

Ca

lcu

lad

a (

10

ˉsup2m

m)

Deflexatildeo Observada (10 ˉsup2mm)

Roraima VB

Roraima FWD

Heacutelvio Basso

VB

Heacutelvio Basso

FWD

Trevo dos

Quarteacuteis VB

Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo

A Tabela 417 mostra resumidamente os modelos encontrados em cada trecho para os

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro

Padratildeo de Estimativa (p)

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (10macrsup2mm)

065 596

10 010

025 1078

10 107

10 020

065 594

10 007

024 1079

10 018

10 010

AASHTO

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

USACE

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

FWD

Trecho Monitorado

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Viga Benkelman

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

81811085210683 5211

USACEUSACEVB NNDEF

56711082410522 5211

USACEUSACEFWD NNDEF

57461032110771 4210

USACEUSACEVB NNDEF

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

16121004110434 4211

USACEUSACEFWD NNDEF

70601021110111 5211

USACEUSACEVB NNDEF

Onde DEFVB = deflexatildeo maacutexima determinada com a Viga Benkelman (10-2

mm)

DEFFWD = deflexatildeo maacutexima determinada com o FWD (10-2

mm)

176

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (10-2

mm)

O Erro Padratildeo de Estimativa (p) mostra a variaccedilatildeo que existe entre os valores obtidos

com os ensaios em campo e os valores obtidos com o modelo Assim os valores que chamam

a atenccedilatildeo na Tabela 415 satildeo para o modelo de previsatildeo de desempenho encontrado com Viga

Benkelman para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso onde tal variaccedilatildeo foi mais elevada

chegando num p de 1079x10-2

mm para Avenida Heacutelvio Basso

Como grande parte da literatura apresenta modelos de previsatildeo de desempenho onde

os valores de deflexatildeo maacutexima foram obtidos com Viga Benkelman foram confeccionados os

graacuteficos da Figura 431 para os modelos de deflexatildeo maacutexima encontrados com Viga

Benkelman nos trecircs trechos monitorados Fez-se ainda uma comparaccedilatildeo destes modelos com

os encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) onde eacute mostrado o

comportamento das deflexotildees em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura

177

Observa-se na Figura 431 que o modelo encontrado para Avenida Heacutelvio Basso estaacute

de acordo com os encontrados por Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) com resultados bem

proacuteximos Eacute possiacutevel mencionar ainda que o modelo da Avenida Roraima apresentou valores

bem superiores aos demais pelo fato de ser um trecho onde ocorreu uma restauraccedilatildeo de forma

inadequada com espessuras insuficientes como seraacute mostrada no item 49 de anaacutelise

estrutural dos trechos

Como mencionado anteriormente pelo fato de o tempo de monitoramento do Trevo

dos Quarteacuteis ter sido bastante curto seu modelo de previsatildeo de desempenho natildeo apresenta

uma precisatildeo adequada do comportamento estrutural com o passar do tempo o que estaacute bem

em evidecircncia no graacutefico da Figura 431

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE

Atraveacutes da obtenccedilatildeo das bacias de deflexotildees com Viga Benkelman e FWD na Avenida

Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis realizou-se o procedimento de

retroanaacutelise para estimativa dos moacutedulos de resiliecircncia em cada camada que compotildee cada

uma das vias Tais moacutedulos foram inferidos com a utilizaccedilatildeo do software BAKFAA e

utilizando os valores das bacias de deflexotildees jaacute corrigidas para uma temperatura de 25ordmC bem

como os valores de coeficiente de Poisson mencionados no item 339 Para obter os valores

de moacutedulo de resiliecircncia de cada uma das camadas do pavimento com a maior precisatildeo

possiacutevel adotou-se como metodologia de parada quando se alcanccedilasse o menor valor

quadraacutetico meacutedio (RMS) possiacutevel apresentado no software em cada uma das bacias

retroanalisadas Para a Avenida Roraima os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia de cada

camada estatildeo apresentados na Tabela 418 e na Figura 432

178

Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 2390 122 187

1 303E+04 436E+04 4321 1178 52 255

6 179E+05 257E+05 4701 1330 383 62

13 388E+05 557E+05 4307 1023 71 199

20 598E+05 854E+05 4276 1023 81 165

23 688E+05 981E+05 4309 1198 52 211

27 809E+05 115E+06 4102 1013 71 207

2 597E+04 858E+04 2816 913 79 340

14 418E+05 600E+05 3881 1562 100 374

23 688E+05 981E+05 4910 2208 125 295

27 809E+05 115E+06 3580 1390 165 263

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Rev Novo

(MPa)

MR Rev Antigo

(MPa)

MR Base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

MonitoradoNUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Rev Novo VB

Rev Novo FWD

Rev Antigo VB

Rev Antigo FWD

Base VB

Base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Roraima

Na Figura 432 verifica-se para a camada de revestimento novo uma constacircncia nos

valores de MR nos ensaios realizados com Viga Benkelman Jaacute no ensaio com FWD os

valores de MR sofreram um aumento constante durante os trecircs primeiros levantamentos com

uma queda acentuada no quarto ensaio Esta diferenccedila de comportamento entre os MRs dos

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD se daacute devido a maior precisatildeo na obtenccedilatildeo

dos dados com o FWD que mede apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas do pavimento Tal fato eacute

179

ideal para a obtenccedilatildeo dos valores de deflexatildeo nos ensaios e por conseguinte para o MR das

camadas mostrando assim a evoluccedilatildeo na capacidade do material de deformar absorver essa

energia de deformaccedilatildeo e retornar a posiccedilatildeo inicial o que natildeo aconteceu na retroanaacutelise dos

dados obtidos com Viga Benkelman O aumento nos trecircs primeiros ensaios realizados com

FWD deve ter ocorrido em funccedilatildeo de um possiacutevel acreacutescimo na rigidez da mistura asfaacuteltica

devido ao envelhecimento da mistura A queda no valor do moacutedulo possivelmente ocorreu

pelo aumento da quantidade e severidade dos defeitos reduzindo assim a capacidade

estrutural da mistura

Jaacute a camada antiga de revestimento teve uma queda no valor de MR do ensaio

realizado antes do recapeamento em relaccedilatildeo aos realizados apoacutes o recapeamento e liberaccedilatildeo

ao traacutefego com Viga Benkelman Poreacutem a obtenccedilatildeo dos valores de MR no primeiro

levantamento se deu atraveacutes da meacutedia dos valores de retroanaacutelise de apenas seis bacias de

deflexatildeo o que pode ter alterado os valores reais de MR da camada de revestimento antigo de

todo o trecho mostrando assim valores mais altos para esta camada

Os moacutedulos obtidos para o revestimento antigo com os dados dos ensaios de FWD

mostraram um comportamento semelhante aos conseguidos para o revestimento novo Tal

comportamento pode ser explicado pela hipoacutetese de que como a retroanaacutelise leva em conta

toda a estrutura para realizar as anaacutelises e como o revestimento novo teve o comportamento

de inicialmente aumentar e posteriormente retrair o revestimento antigo seguiu o mesmo

comportamento por ter caracteriacutesticas semelhantes

Observa-se tanto na Tabela 418 como na Figura 432 valores de MR na camada de

Base abaixo do esperado tanto para a retroanaacutelise dos dados de Viga Benkelman como para

os dados de FWD Este valor baixo deve ter ocorrido devido a grande contaminaccedilatildeo por finos

que a camada estava apresentando Foi possiacutevel verificar esta contaminaccedilatildeo pois se realizou a

coleta e avaliaccedilatildeo do material que estava empregado nesta camada Verificou-se ainda valores

relativamente altos de MR para camada de subleito na ordem de 180 MPa Poreacutem Ribas

(2014) encontrou valores semelhantes nas retroanaacutelises realizadas com dados de deflexatildeo

obtidos em rodovias do Rio Grande do Sul

Para a Avenida Heacutelvio Basso os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia conseguidos

com retroanaacutelise de cada uma das camadas para as bacias de deflexatildeo obtidas nos ensaios

com Viga Benkelman e FWD estatildeo mostrados na Tabela 419 O comportamento dos

moacutedulos de resiliecircncia com o passar do tempo e agrave medida que o pavimento foi solicitado estatildeo

apresentados na Figura 433

180

Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 4276 255 501 195

1 435E+04 736E+04 4084 245 365 120

7 299E+05 505E+05 4203 413 621 142

14 736E+05 124E+06 4094 301 614 69

17 835E+05 140E+06 4026 304 398 144

21 103E+06 173E+06 4249 549 463 212

9 391E+05 661E+05 6477 617 603 163

17 835E+05 140E+06 6706 634 399 167

21 103E+06 173E+06 6983 671 587 206

MR Sub base

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

Monitorado

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Heacutelvio Basso

Pode-se observar da Figura 433 que haacute uma constacircncia nos valores de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas que compotildeem o pavimento com o passar do tempo Essa

constacircncia se daacute devido a uma compactaccedilatildeo adequada nas camadas de solo e granulares

subjacentes ao revestimento Na camada de revestimento a constacircncia nos valores de MR se

daacute devido a um envelhecimento natildeo muito acentuado simultaneamente com o natildeo

181

aparecimento de trincas fazendo com que natildeo aumentasse nem reduzisse os valores nestes

meses de observaccedilatildeo

Observam-se ainda valores de MR condizentes com o encontrado na literatura nos

encontrados no laboratoacuterio e como no estudo realizado por Ribas (2014) tanto na camada de

solo quanto nas camadas granulares e de revestimento asfaacuteltico A coerecircncia dos valores

encontrados nos moacutedulos de resiliecircncia deste trecho com o da literatura se daacute devido a uma

adequada construccedilatildeo de cada uma das camadas com suas respectivas teacutecnicas

Vale salientar ainda que os valores de MR encontrados para o revestimento asfaacuteltico

dos ensaios com FWD mostraram-se aproximadamente 39 maiores do que os encontrados

com Viga Benkelman Este valor maior ocorreu devido a valores de deflexatildeo menores

encontrados no ensaio com FWD

No trevo dos Quarteacuteis os valores meacutedios de MR encontrados para cada camada nos

trecircs ensaios realizados com Viga Benkelman e para os dois ensaios realizados com FWD

estatildeo apresentados na Tabela 420

Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 3064 193 337 285

3 136E+05 295E+05 2786 134 176 252

7 319E+05 691E+05 3304 425 170 195

3 136E+05 295E+05 3093 382 184 221

7 319E+05 691E+05 3200 556 445 285

NUSACETrecho

Monitorado

Viga

Benkelman

FWD

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Sub base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Uma observaccedilatildeo que deve ser salientada na visualizaccedilatildeo da Tabela 420 eacute com relaccedilatildeo

aos valores de MR obtidos para o subleito relativamente altos para uma camada composta por

uma argila com as caracteriacutesticas apresentadas neste trecho Poreacutem para a realizaccedilatildeo da

retroanaacutelise natildeo foi considerada a camada de reforccedilo do subleito em pedra detonada como

uma camada isolada do subleito ambas foram consideradas como uma camada do sistema

subleito composta pela camada de argila e a pedra detonada colocadas como reforccedilo do

subleito por isso o surgimento de valores mais elevados

Para melhor visualizaccedilatildeo do comportamento dos moacutedulos em cada camada foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 434 com os valores de moacutedulo de resiliecircncia em funccedilatildeo

do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo de 82tf

182

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no

Trevo dos Quarteacuteis

O comportamento dos valores de MR de todas as camadas agrave medida que o pavimento

foi solicitado obtidos com Viga Benkelman e FWD mostraram-se constantes ao longo do

tempo Deve ter acontecido esta constacircncia devido ao curto periacuteodo de tempo de

monitoramento do trecho uma vez que foi realizado o ultimo levantamento apenas sete meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

Realizando uma comparaccedilatildeo entre os valores de moacutedulo de resiliecircncia encontrados

para os trecircs trechos monitorados observa-se que para os ensaios com Viga Benkelman os

moacutedulos de resiliecircncia para o revestimento novo da Avenida Roraima e o revestimento da

Avenida Heacutelvio Basso resultaram bem semelhantes na ordem de 4300 MPa Acredita-se que

esta semelhanccedila se daacute devido a mistura asfaacuteltica ter sido feita pela mesma empresa em ambos

os trechos com agregados da mesma jazida e com arranjo granulomeacutetrico com caracteriacutesticas

parecidas e ligantes de comportamentos semelhantes Jaacute a mistura asfaacuteltica do Trevo dos

Quarteacuteis obteve um valor de MR na ordem de 3200 MPa que eacute um pouco inferior a dos

outros dois trechos monitorados

Para a camada de base a uacutenica que apresentou valores um pouco inferiores foi a base

em BGS da Avenida Roraima que teve valores em torno de 100 MPa por ser uma camada

183

antiga contaminada por finos os outros dois trechos jaacute mostraram valores na ordem de 300

MPa como na pesquisa de Ribas (2014) Para a camada de subleito as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso obtiveram valores em torno de 150 MPa o que tambeacutem condiz com o

apresentado em outros estudos Somente o subleito do Trevo dos Quarteacuteis exibiu valores mais

altos justamente por ter sido considerado como um sistema subleito

Realizando a mesma anaacutelise poreacutem agora com os valores de MR obtidos pelos dados

dos ensaios realizados com FWD haacute um disparidade nos valores de MR das camadas de

revestimento asfaacuteltico dos trecircs trechos que apresentam valores mais altos para a Avenida

Heacutelvio Basso na ordem de 6700 MPa medianos para Avenida Roraima 4200 MPa e um

pouco mais baixos no Trevo dos Quarteacuteis em torno de 3200 MPa O uacutenico que se sobressaiu

neste comparativo foram os valores para a Avenida Heacutelvio Basso que foram bem superiores

para os ensaios com FWD do que para os ensaios com Viga Benkelman poreacutem o motivo

desta variaccedilatildeo jaacute foi justificado anteriormente

Os valores de MR nas camadas de base obtidos com os dados de FWD tiveram o

mesmo comportamento que os conseguidos a Viga Benkelman para cada trecho com exceccedilatildeo

do valor para base da Avenida Heacutelvio Basso com valores mais altos na faixa de 630 MPa

Acredita-se que da mesma forma que os valores de MR do revestimento apresentaram valores

mais elevados para os dados obtidos com FWD neste trecho os valores de MR para base

tambeacutem tiveram valores mais altos pelo mesmo motivo Para o subleito o comportamento dos

valores de MR em cada trecho foi o mesmo para os obtidos com Viga Benkelman com

valores em torno de 180 MPa para as Avenida Roraima e Heacutelvio Basso e de 250 MPa para o

Trevo dos Quarteacuteis

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL

Neste item seratildeo apresentadas anaacutelises estruturais dos trecircs trechos monitorados atraveacutes

de anaacutelises mecanicistas com dados obtidos nos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman

uma vez que foi realizado apenas ensaios com este equipamento no primeiro mecircs de abertura

das vias ao traacutefego Seraacute mostrada ainda uma anaacutelise estrutural da espessura da camada

asfaacuteltica colocada na Avenida Roraima feita com a norma do DNER-PRO 0111979 de

restauraccedilatildeo do pavimento da via existente

184

491 Anaacutelise mecanicista

Para realizaccedilatildeo deste estudo selecionaram-se os valores de moacutedulo de resiliecircncia

obtidos atraveacutes da retroanaacutelise dos dados dos ensaios realizados com Viga Benkelman no

periacuteodo em que cada trecho havia sido utilizado durante um mecircs Foi utilizado como

ferramenta o software AEMCSisPav (2009) com carregamento do eixo padratildeo sendo eixo

simples de rodas duplas com inflaccedilatildeo dos pneus igual a 055MPa e carga de 8200 kg

Foram adotados os mesmos valores de Coeficiente de Poisson utilizados na

retroanaacutelise que foram de 030 para concreto asfaacuteltico segundo Specht (2004) 035 para

camadas granulares e 045 para subleitos de solos segundo Medina e Motta (2015) Com esta

anaacutelise mecanicista realizada com o software obteve-se a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo na

fibra inferior do revestimento (t) e a deformaccedilatildeo especiacutefica de compressatildeo no topo do

subleito (c) valores que foram aplicados nos modelos de fadiga e de deformaccedilatildeo permanente

buscados na literatura

Com estes dados foram realizadas seis simulaccedilotildees no software AEMCSisPav (2009)

as trecircs primeiras para obtenccedilatildeo dos valores das tensotildees de traccedilatildeo na fibra inferior do

revestimento e tensatildeo de compressatildeo no topo do subleito dos trecircs trechos monitorados com

aderecircncia total entre as camadas No caso especiacutefico da Avenida Roraima pegou-se a tensatildeo

de traccedilatildeo na fibra inferior do revestimento novo pois o antigo jaacute se encontrava bastante

deteriorado

As outras trecircs simulaccedilotildees foram realizadas com o mesmo objetivo poreacutem

considerando a natildeo aderecircncia entre as camadas Somente foi considerada aderida a camada

asfaacuteltica nova com a camada asfaacuteltica antiga da Avenida Roraima por se tratar de uma

interface de camada asfaacuteltica com camada asfaacuteltica Optou-se por realizar as simulaccedilotildees com

aderecircncia entre as camadas e sem aderecircncia entre as camadas que compotildeem o pavimento para

verificar a influecircncia de tal paracircmetro nas tensotildees e na previsatildeo de durabilidade do pavimento

Para avaliar o desempenho a fadiga foram utilizados os modelos de Franco (2007)

Pinto (1991) e da Federal Highway Administration ndash FHWA (2006) que satildeo os modelos mais

utilizados no meio acadecircmico Para a deformaccedilatildeo permanente o modelo empregado foi o

proposto pelo Asphalt Institute (1991)

Dando prosseguimento ao estudo inseriu-se no modelo de Franco (2007) que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 245 do item 23212 no modelo de Pinto (1991) que estaacute mostrado

na Equaccedilatildeo 251 do item 23214 e no modelo do FHWA (2006) que estaacute apresentado na

185

Equaccedilatildeo 260 do item 23217 as tensotildees de traccedilatildeo na base do revestimento para obtenccedilatildeo da

previsatildeo da vida de fadiga de cada um dos trechos No modelo proposto pelo Asphalt Institute

(1991) que estaacute na Equaccedilatildeo 253 do item 23215 inseriu-se as tensotildees de compressatildeo no

topo do subleito para obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo necessaacuterios para

causar a deformaccedilatildeo permanente maacutexima na estrutura

A Tabela 421 apresenta os valores de tensatildeo de traccedilatildeo na base das camadas asfaacutelticas

e tensatildeo de compressatildeo no topo dos subleitos bem como os valores de moacutedulo de resiliecircncia

da camada de revestimento necessaacuterio para o caacutelculo de alguns modelos Jaacute a Tabela 422

mostra os valores de N de Fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente em que modelos

mencionados preveem o momento que ocorreratildeo as rupturas dos pavimentos seja essa

ruptura pelo mecanismo de fadiga ou da deformaccedilatildeo permanente

Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC

Trechoεt

(10-6 m mm)

εc

(10-6 m mm)

MR Revestimento

(MPa)

Avenida Roraima Rev Novo 177 -263 4321

Avenida Heacutelvio Basso 251 -186 4084

Trevo dos Quarteacuteis 292 -236 3064

Avenida Roraima Rev Novo 207 -690 4321

Avenida Heacutelvio Basso 369 -610 4084

Trevo dos Quarteacuteis 414 -740 3064

Aderido

Natildeo Aderido

Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima 497E+05 603E+06 164E+07 137E+07

Avenida Heacutelvio Basso 194E+05 239E+06 481E+06 646E+07

Trevo dos Quarteacuteis 156E+05 162E+06 283E+06 223E+07

Avenida Roraima 320E+05 398E+06 947E+06 544E+09

Avenida Heacutelvio Basso 653E+04 863E+05 124E+06 943E+09

Trevo dos Quarteacuteis 584E+04 642E+05 830E+05 398E+09

NAASHTOTrecho

Aderido

Natildeo Aderido

Analisando a Tabela 422 eacute possiacutevel afirmar que ao realizar as simulaccedilotildees com as

camadas do pavimento natildeo aderidas a possibilidade de o pavimento romper por fadiga e natildeo

por deformaccedilatildeo permanente eacute bem maior pois eacute necessaacuterio um nuacutemero de solicitaccedilotildees bem

186

inferior para romper o pavimento por fadiga segundo os modelos utilizados para esta anaacutelise

Isso ocorre devido as camadas da estrutura do pavimento trabalharem de forma individual

absorvendo o carregamento e transmitindo uma menor parcela de tensatildeo para camada inferior

rompendo com uma maior tensatildeo de traccedilatildeo na base do revestimento e uma menor tensatildeo de

compressatildeo no topo do subleito

Aleacutem disso a grande maioria dos pavimentos brasileiros inclusive os trechos

estudados nesta pesquisa satildeo dimensionados pelo meacutetodo do CBR que protege o subleito

contra o carregamento fazendo com que as tensotildees de compressatildeo nesta camada sejam muito

baixas Assim os pavimentos brasileiros possuem uma possibilidade maior de romper por

fadiga do que por deformaccedilatildeo permanente

Jaacute quando foram realizadas as simulaccedilotildees com as camadas do pavimento totalmente

aderidas entre elas se tomado como base o modelo do FHWA (2006) e analisando a tensatildeo

na fibra inferior do revestimento da Avenida Roraima o pavimento chegaria a ruina pelo

mecanismo da deformaccedilatildeo permanente Isso ocorre devido agrave maior transferecircncia de tensatildeo de

compressatildeo entre as camadas uma vez que elas estatildeo trabalhando juntas como se fossem uma

estrutura uacutenica Poreacutem nos demais trechos a ruptura ainda seria pelo mecanismo de fadiga

mesmo com todas as camadas do pavimento aderidas Para melhor visualizar todas estas

observaccedilotildees foram realizados os graacuteficos da Figura 435

10E+03

10E+04

10E+05

10E+06

10E+07

10E+08

10E+09

10E+10

Av Roraima

Aderido

AvRoraima

Natildeo Aderido

Av Heacutelvio Basso

Aderido

Av Heacutelvio Basso

Natildeo Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Natildeo Aderido

Nuacute

mer

o d

e so

lici

taccedilotilde

es (

NA

AS

HT

O)

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos

187

Com os dados conseguidos atraveacutes de contagem de traacutefego dos trecircs trechos

monitorados e seguindo o mecanismo de ruptura adotado pela AASHTO que assume a perda

de serventia como criteacuterio de ruptura obteve-se o periacuteodo que a estrutura suportaria a

solicitaccedilatildeo real que ocorre em cada um dos trechos Para encontrar o periacuteodo em que o

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar

sua ruptura seria necessaacuterio conhecer as caracteriacutesticas do traacutefego e como ele se comporta

durante o dia

Um dos paracircmetros que natildeo foi possiacutevel medir foi o peso dos veiacuteculos devido a isso

foi adotado que 100 dos veiacuteculos estavam passando com carga maacutexima legal outro

paracircmetro adotado foi com relaccedilatildeo a taxa de crescimento anual que foi a encontrada para a

Avenida Roraima de 115 e para a Avenida Heacutelvio Basso de 1368 Para o Trevo dos

Quarteacuteis foi adotado a taxa de crescimento de 30 segundo recomendaccedilotildees do DNIT uma

vez que neste trecho foi realizada apenas uma contagem de traacutefego natildeo sendo possiacutevel assim

encontrar a taxa de crescimento anual Jaacute os paracircmetros de fator de sentido e fator climaacutetico

foram adotados de acordo com as caracteriacutesticas da via e da regiatildeo os demais foram

calculados atraveacutes dos dados obtidos nas contagens de traacutefego realizados nos trecircs trechos

monitorados

Com os dados tabulados foi possiacutevel realizar o cruzamento dos dados das contagens

com os obtidos nos modelos mecaniacutesticos e assim encontrar o periacuteodo em que o nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar sua ruptura

Estes periacuteodos estatildeo apresentados na Tabela 423

Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima1 ano e

5 meses14 anos

31 anos e

3 meses

27 anos e

3 meses

Avenida Heacutelvio

Basso5 meses

4 anos e

5 meses

8 anos e

5 meses

64 anos e

6 meses

Trevo dos

Quarteacuteis4 meses

2 anos e

11 meses

4 anos e

10 meses

28 anos e

6 meses

Avenida Roraima 11 meses9 anos e

9 meses

20 anos e

4 meses-

Avenida Heacutelvio

Basso2 meses

1 ano e

8 meses

2 anos e

4 meses-

Trevo dos

Quarteacuteis

1 mecircs e

6 meses

1 ano e

2 meses

1 ano e

6 meses-

TrechoNAASHTO

Aderido

Desaderido

Natildeo Aderido

1 ano e

6 meses

188

Eacute possiacutevel observar na Tabela 423 que se for utilizado o modelo de Franco (2007) o

tempo necessaacuterio para ocorrer a ruptura do pavimento por fadiga eacute bem inferior em

comparaccedilatildeo aos demais modelos utilizados no comparativo isso ocorre pelo fato de o modelo

de Franco (2007) ser conservador em se tratando de vida de fadiga do pavimento Em

contrapartida o modelo apresentado pelo FHWA (2006) mostra uma perspectiva de

durabilidade maior chegando a ser bastante otimista principalmente para Avenida Roraima

Assim foi possiacutevel verificar que a escolha do modelo influencia diretamente na expectativa de

vida uacutetil do pavimento

Outra observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo agrave colocaccedilatildeo ou natildeo de aderecircncia

entre as camadas do pavimento Foi possiacutevel verificar que para vida de fadiga este paracircmetro

natildeo teve influecircncia tatildeo significativa quanto na deformaccedilatildeo permanente Para deformaccedilatildeo

permanente a colocaccedilatildeo da aderecircncia entre as camadas durante as simulaccedilotildees reduziu

extremamente a previsatildeo de vida uacutetil do pavimento jaacute sem aderecircncia natildeo foi possiacutevel

verificar o tempo de vida uacutetil devido ter uma previsatildeo extremamente alta da vida de

deformaccedilatildeo permanente

Aleacutem da anaacutelise mecanicista atraveacutes dos modelos foi realizado tambeacutem o caacutelculo do

nuacutemero estrutural dos trecircs trechos monitorados Segundo Johnston (2001) o nuacutemero estrutural

eacute um nuacutemero indicativo da espessura total de um pavimento para resistir um nuacutemero total de

solicitaccedilotildees equivalente ao eixo padratildeo com determinadas combinaccedilotildees de capacidade de

suporte do solo serventia final e clima Para a realizaccedilatildeo destes caacutelculos foi seguido as

orientaccedilotildees contidas na AASHTO

Para a Avenida Roraima o nuacutemero estrutural encontrado foi 146 jaacute para Avenida

Heacutelvio Basso o valor encontrado foi 283 e para o Trevo dos Quarteacuteis foi 263 Com isso eacute

possiacutevel mencionar que a estrutura do pavimento da Avenida Heacutelvio Basso tem maior

capacidade de suporte em relaccedilatildeo aos outros dois trechos monitorados jaacute a Avenida Roraima

apresentou o menor nuacutemero estrutural

Outra anaacutelise realizada foi com relaccedilatildeo a um possiacutevel Shift Factor na Avenida

Roraima para o trincamento Utilizou-se o modelo encontrado para o trincamento obtido pelo

meacutetodo de caacutelculo do FEC da USACE e encontrou-se o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees

necessaacuterio para causar 20 de aacuterea trincada sendo encontrado NUSACE = 146x106 Utilizando

o modelo de Franco (2007) e t = 207x10-6m mm que eacute para o caso de apenas as duas

camadas asfaacutelticas aderidas encontrou-se um ―Shift Factor igual a 146x104 corroborando

com a indicaccedilatildeo de Franco (2007)

189

492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979

Por se tratar de um trecho onde foi realizada uma restauraccedilatildeo optou-se por conferir a

espessura de reforccedilo que foi colocada na estrutura antes do iniacutecio do monitoramento do

trecho Esta conferecircncia foi realizada atraveacutes da utilizaccedilatildeo dos meacutetodos abordados na norma

DNER-PRO 0111979

Com os dados de deflexatildeo encontrados no levantamento do dia 30112012 (antes da

colocaccedilatildeo da camada de reforccedilo) realizou-se a anaacutelise estatiacutestica para obter a meacutedia e o

Desvio Padratildeo Como foi possiacutevel considerar os dados de todas as estacas para realizaccedilatildeo dos

caacutelculos encontrou-se a meacutedia e o desvio padratildeo e assim a deflexatildeo caracteriacutestica do trecho

(Dc = 10479x10-2

mm) Com a deflexatildeo caracteriacutestica e considerando o fator de correccedilatildeo

sazonal igual a um encontrou-se a deflexatildeo de projeto (Dp = 10479x10-2

mm)

Com os dados citados adotou-se para realizaccedilatildeo do caacutelculo da espessura da camada de

CA no reforccedilo periacuteodos de projeto de 5 e 10 anos bem como uma taxa de crescimento de

115 ao ano encontrada para o referido trecho A partir dos dados referentes agrave contagem

meacutedia de 2013 encontrou-se o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo para um periacuteodo de 5

anos igual agrave 184x106 e assim a necessidade de realizaccedilatildeo de pelo menos 45cm de uma

camada de CA e 67cm para um periacuteodo de projeto de 10 anos onde N = 378x106 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo

Como foi realizada a colocaccedilatildeo de 50cm de reforccedilo no trecho monitorado calculou-se

o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo que poderiam levar o trecho a ruiacutena e

encontrou-se um valor de N = 215x106 Tambeacutem com os dados referentes a contagem de

2013 estimou-se o periacuteodo que esta ruiacutena ocorreria e foi encontrado um periacuteodo de 5 anos e

10 meses

Observando os dados de levantamento de defeitos verificou-se que 6 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego iniciou-se o surgimento de trincas interligadas de fadiga com

esborcinamento das fissuras sendo classificada como severidade alta no iniacutecio da estaca 7

Acredita-se que as trincas interligadas que surgiram neste periacuteodo sejam a propagaccedilatildeo das

trincas que existiam no revestimento antigo da Avenida Roraima uma vez que natildeo foi

realizado nenhum meacutetodo que impedisse esta propagaccedilatildeo durante a restauraccedilatildeo do trecho

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS

51 CONCLUSOtildeES

Esta pesquisa teve como objetivo monitorar trecircs trechos de pavimentos implantados na

regiatildeo de Santa Maria- RS a fim de verificar os desempenhos funcionais e estruturais de tais

trechos subsidiando assim o desenvolvimento de 34 modelos de previsatildeo de desempenho

sendo 17 deles obtidos pela forma de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela

metodologia da American Association of Highway and Transportation Officials (AASHTO) e

os outros 17 modelos pela forma de caacutelculo do FEC de acordo com o United States Army

Corps of Engineers (USACE)

Com isso foi possiacutevel chegar as seguintes conclusotildees

Durante a implantaccedilatildeo coletaram-se amostras de materiais utilizados na

construccedilatildeo de cada uma das camadas e pocircde-se concluir que a caracteriacutestica de cada

um desses materiais influenciou diretamente no desempenho dos trechos uma vez que

a Avenida Roraima que continha uma base contaminada com finos por exemplo

apresentou desempenho um pouco inferior com surgimento prematuro de trincas e

deflexotildees maiores do que a Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis que foram

construiacutedos com materiais novos

Com relaccedilatildeo agraves condiccedilotildees funcionais dos trechos monitorados ateacute o momento

apresentam valores satisfatoacuterios de irregularidade longitudinal A Avenida Heacutelvio

Basso foi a que mostrou maior IRI sendo este igual a 250mkm O maior

afundamento em trilha de roda ateacute o momento eacute do Trevo dos Quarteacuteis sendo igual a

390 mm e a Avenida Roraima mostrou 17 de aacuterea trincada com um IGG de 53

Conclui-se que grande parte deste trincamento foi ocasionado pela reflexatildeo das trincas

do pavimento antigo A Avenida Heacutelvio Basso apresentou o pior desempenho com

relaccedilatildeo a macrotextura sendo classificada como fina e o Trevo dos Quarteacuteis com a

classificaccedilatildeo de microtextura muito lisa teve o pior desempenhouma Microtextura

Lisa A Avenida Roraima mostrou o melhor desempenho em ambos os paracircmetros

com macrotextura meacutedia e microtextura lisa

192

Quando realizado o cruzamento dos dados de macrotextura e microtextura para

obtenccedilatildeo do IFI pocircde-se concluir que este estaacute ligado de forma direta agrave caracteriacutestica

da mistura e dos agregados A Avenida Heacutelvio Basso por apresentar uma macrotextura

fina e uma microtextura lisa obteve o menor valor de IFI sendo igual a 01 para

velocidade maacutexima permitida do trecho com classificaccedilatildeo de IFI ruim Tal fato deve-

se principalmente por este trecho ter um esqueleto peacutetreo bastante fechado da

mistura Jaacute a Avenida Roraima teve o melhor desempenho com IFI igual a 02 para

velocidade maacutexima permitida no trecho obtendo uma classificaccedilatildeo de IFI bom

Nos trechos monitorados a avaliaccedilatildeo estrutural do pavimento atraveacutes dos

ensaios natildeo destrutivos foi de suma importacircncia pois foi atraveacutes destes ensaios que se

pocircde concluir que a Avenida Roraima apresenta menor capacidade de suporte em

relaccedilatildeo aos outros dois trechos mostrando valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima em

torno de 20 maiores que esses Pocircde-se concluir tambeacutem que quando realizada a

restauraccedilatildeo de um trecho o mesmo deve ter uma avaliaccedilatildeo preacutevia da qualidade de

cada uma das camadas pois na Avenida Roraima a provaacutevel causa da baixa

capacidade de suporte deve ser pelo fato da base estar contaminada por finos

Os valores de moacutedulo de resiliecircncia obtidos por retroanaacutelise se mostraram

bastante coerentes se comparados aos mencionados em literaturas Para os

revestimentos asfaacutelticos dos trecircs trechos monitorados foram encontrados valores de

2800 MPa a 4700 MPa Jaacute para as bases estes ficaram em torno de 300 MPa com

exceccedilatildeo da base da Avenida Roraima que obteve valores em torno de 100MPa As

camadas de subleito das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso tiveram valores em torno

de 150 MPa enquanto o Trevo dos Quarteacuteis teve valores um pouco mais elevado

justamente devido a consideraccedilatildeo do sistema subleito Assim conclui-se que este

mecanismo utilizado para obtenccedilatildeo de tais valores representa adequadamente o

comportamento do material

Foram realizadas contagens perioacutedicas que conseguiram caracterizar de forma

adequada o traacutefego que solicitou os trechos com as caracteriacutesticas de cada um A partir

disto concluiu-se que a vida uacutetil de uma determinada estrutura estaacute diretamente ligada

agrave solicitaccedilatildeo que esta estrutura sofre e que para se prever o comportamento de uma

estrutura ao longo do tempo eacute muito importante conhecer as solicitaccedilotildees que esta

estrutura iraacute sofrer

193

Com todos os dados dos ensaios obtidos e a caracterizaccedilatildeo do traacutefego

adequada realizaram-se 34 modelos de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo sendo 17 deles obtidos pela forma

de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela metodologia da AASHTO e

os outros 17 modelos pela metodologia USACE Entatildeo pode-se dizer que eacute possiacutevel

prever a partir de modelos de previsatildeo de desempenho o comportamento funcional e

estrutural de um pavimento desde que o mesmo tenha caracteriacutesticas semelhantes aos

trechos que se quer prever o comportamento Aleacutem disso eacute possiacutevel prever a partir

dos modelos a necessidade de adequaccedilotildees na estrutura de um pavimento para uma

maior durabilidade e o possiacutevel momento em que seraacute necessaacuterio realizar intervenccedilotildees

para melhorias na pista

52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS

Visando a complementaccedilatildeo e continuidade da pesquisa sugere-se as seguintes

realizaccedilotildees

Dar continuidade no monitoramento dos trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS para aumentar a quantidade de dados obtidos para estes trechos

estudados e assim aperfeiccediloar os modelos de previsatildeo de desempenho jaacute encontrados

Obter mais dados no trecho do Trevo dos Quarteacuteis a fim de obter tambeacutem

modelos de previsatildeo de desempenho para este trecho nos paracircmetros estudados

Implantar e monitorar novos trechos em outros locais do Estado a fim de

obter novos dados e consequentemente novos modelos de previsatildeo de desempenho

verificando as semelhanccedilas e diferenccedilas que podem existir no Rio Grande do Sul

Realizar estudos laboratoriais mais avanccedilados com os materiais coletados em

campo a fim de subsidiar os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

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Paulo - SP

Dedico este trabalho agrave minha esposa Rafaele e ao meu

filho Joatildeo Gabriel pela compreensatildeo nos momentos que

natildeo foi possiacutevel dar a atenccedilatildeo merecida por eles e pelo

apoio e incentivo nos momentos difiacuteceis Aos meus pais

Amauri e Rosangela pelo amor compreensatildeo

companheirismo e dedicaccedilatildeo em todos os momentos da

minha vida Amo muito vocecircs

AGRADECIMENTOS

Inicialmente gostaria de agradecer imensamente agrave minha querida esposa Rafaele Freire

dos Santos pela compreensatildeo companheirismo e paciecircncia em momentos de ausecircncia Sem

seu incentivo e amor nada disso seria possiacutevel Vocecirc me deu o melhor presente da minha vida

o nosso filho Joatildeo Gabriel Freire dos Santos vocecircs dois satildeo a minha vida sem vocecircs nada faz

sentido Amo muito vocecircs

Agradeccedilo a professora Tatiana Cureau Cervo e ao professor Luciano Pivoto Specht

pela orientaccedilatildeo seguranccedila paciecircncia e pela motivaccedilatildeo ao estudo e agrave pesquisa Sua atenccedilatildeo foi

de fundamental importacircncia para o bom andamento dos trabalhos e seratildeo lembrados

eternamente por mim natildeo soacute por esta pesquisa mas tambeacutem pelas conversas duacutevidas tiradas

e amizade transmitida em todos os momentos

Ao professor Deividi da Silva Pereira que de forma indireta por diversos momentos

me orientou e tirou muitas duacutevidas que surgiram durante os estudos Sua dedicaccedilatildeo em

transmitir seus conhecimentos sempre que precisei seratildeo para sempre lembrados

Agrave professora Doutora Laura Maria Goretti da Motta pela disponibilidade em

compartilhar ideacuteias e realizar a avaliaccedilatildeo como membro da banca examinadora

Aos meus pais Amauri Silva Dutra dos Santos e Rosangela Maria Silveira dos Santos

por terem me passado os primeiros ensinamentos da vida e por terem continuado a me

ensianar a ser uma pessoa cada vez melhor Amo muito vocecircs

Aos meus colegas Faacutebio Rossato Fernando Boeira Gustavo Menegusso Daiana

Bruxel Lucas Bueno Mateus Tanski Thaiacutes Aquino Pedro Almeida e outros que foram

muito aleacutem de colegas e amigos pois soacute sendo muito amigo para me aturar e ajudar em todos

os momentos desta pesquisa Sem vocecircs este estudo seria muito mais difiacutecil de ser feito

Muito obrigado pela convivecircncia

Agraves bolsistas de iniciaccedilatildeo cientiacutefica jovens talentos Desirre Cureau e Nubia Wesz

Bolsistas PETROBRAS Valdir Barboza Eduardo Renz Marina Frederich e Lucas Dornelles

aleacutem de todos os bolsistas e voluntaacuterios que passaram pelo GEPPASV e colaboraram com

esta pesquisa sem a ajuda de vocecircs com certeza esta pesquisa natildeo seria a mesma

A todos os professores e alunos do grupo GEPPASV pelos ensinamentos

companheirismo e amizade compartilhados durante todo o periacuteodo do mestrado

Agrave PETROBRAS pelo financiamento da pesquisa e agrave UFSM pelo espaccedilo de estudo

Enfim obrigado a todas as pessoas que fazem parte da minha vida e contribuem para o

meu sucesso

RESUMO

Dissertaccedilatildeo de Mestrado Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Universidade Federal de Santa Maria RS Brasil

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

AUTOR MAURICIO SILVEIRA DOS SANTOS

ORIENTADORA TATIANA CUREAU CERVO

COORIENTADOR LUCIANO PIVOTO SPECHT

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Em um paiacutes com dimensotildees continentais como o Brasil infraestrutura de rodovias que proporcione um

deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que

a grande maioria dos insumos e das pessoas se desloca diariamente para regiotildees distantes Eacute por meio da

gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos tempos corretos que estas rodovias

fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus deslocamentos Uma forma de realizar esta gerecircncia de

maneira adequada eacute fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de manutenccedilotildees

disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de intervenccedilotildees Com isso o objetivo

desta pesquisa eacute realizar o monitoramento de trecircs trechos implantados na regiatildeo de Santa Maria ndash RS

verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo

de desempenho Para a concretizaccedilatildeo do estudo foi realizado em periacuteodos preacute-determinados ensaios de Mancha

de Areia Pecircndulo Britacircnico Irregularidade Longitudinal Afundamento em Trilha de Roda Levantamento

Visual de Defeitos e Levantamento de Bacia de Deflexotildees atraveacutes da Viga Benkelman e Falling Weight

Deflectometer (FWD) na Avenida Roraima (trecho de restauraccedilatildeo) Avenida Heacutelvio Basso e no Trevo dos

Quarteacuteis (trechos novos) Aleacutem destes ensaios foram feitas contagens quantitativas e classificatoacuterias dos

veiacuteculos que solicitavam os trechos com a intenccedilatildeo de encontrar o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo atraveacutes dos caacutelculos de FEC pela metodologia AASHTO e USACE Com isso obteve-se no total 34

modelos de previsatildeo de desempenho para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso (17 AASHTO e 17 USACE)

Natildeo foram desenvolvidos modelos para o Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o mesmo estaacute em iniacutecio de

monitoramento Aleacutem dos modelos de previsatildeo de desempenho foram realizadas avaliaccedilotildees do desempenho dos

trecircs trechos monitorados agrave mediada que o mesmo era solicitado pelo traacutefego sendo verificado que a Avenida

Roraima apresentou os maiores valores de deflexatildeo IGG e Aacuterea Trincada Jaacute o Trevo dos Quarteacuteis apresentou os

maiores valores de ATR Foram realizadas retroanaacutelises pelo software BAKFAA para obtenccedilatildeo de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas dos pavimentos estudados e de forma geral encontrou-se valores coerentes com

os estudados na literatura Fez-se tambeacutem anaacutelises estruturais atraveacutes do software AEMCSisPAv (2009) a fim

de encontrar a estimativa de durabilidade dos trechos A Avenida Roraima apesar de ser um trecho antigo e

apresentar a maior quantidade de defeitos prematuramente foi a que teve a maior previsatildeo de durabilidade entre

os trecircs trechos Aleacutem disso realizou-se a anaacutelise estrutural da Avenida Roraima pela norma DNER PRO

0111979 uma vez que se trata de uma restauraccedilatildeo de um pavimento e constatou-se que este trecho tem previsatildeo

de durabilidade de cinco anos e dez meses Assim o monitoramento e obtenccedilatildeo de modelos de previsatildeo de

desempenho satildeo de suma importacircncia para a boa gerecircncia dos pavimentos

Palavras-chave Trechos Monitorados Modelos de previsatildeo de desempenho Durabilidade

ABSTRACT

Masterrsquos Dissertation

Post-Graduation Program in Civil Engineering

Federal University of Santa Maria RS Brazil

DEVELOPMENT PERFORMANCE PREDICTION MODELS BY

IMPLANTATION OF MONITORED STRETCHES IN THE REGION OF

SANTA MARIA RS

AUTHOR SANTOS MAURICIO SILVEIRA DOS

ADVISOR CERVO TATIANA CUREAU

ADVISOR CO SPECHT LUCIANO PIVOTO

Santa Maria JULY 16th

2015

In a country with continental dimensions like Brazil road infrastructure that provides a displacement with

comfort and safety is extremely important once it is from these roads that the majority of supplies and people

moves daily to distant regions Is through appropriate management of corrective floors and measurements taken

at the correct times that these highways provides safety and comfort to users in their displacement One way to

perform this management properly is making use of performance prediction models that makes the manager can

predict the appearance of defects and the necessity of performing maintenance providing financial resources

required for repairs Thus the objective of this research is to monitor three highway stretches implemented in the

region of Santa Maria - RS checking their functional and structural performance in order to assist in the

development of performance prediction models To achieving the study tests were performed at predetermined

periods Sand Patch British Pendulum Roughness Rutting analysis Distress identification and Deflections

Basin Survey by Benkelman Beam and Falling Weight Deflectometer (FWD) at Roraima Avenue (restoration

stretch) Heacutelvio Basso Avenue and Quarteacuteis Intersection (new highway stretches) In these tests quantitative and

classifying counts of vehicles were made in order to find the number of equivalent demand of standard axis

through the FEC calculation by AASHTO and USACE methodology With that was obtained in all 34

performance prediction models for Avenues Roraima and Heacutelvio Basso (17 - AASHTO and 17 - USACE) No

models have been developed for Quarteacuteis Intersection once it is at the beginning of monitoring In addition to

performance prediction models performance evaluations were carried out of three sections monitored the

mediated that it were requested by the traffic and found that the Roraima Avenue had the highest deflection

values IGG and cracked area The Quarteacuteis Intersection had the highest values of rutting Back Analysis were

performed by BAKFAA software to obtain resilient modulus in all layers of pavements studied and in general

met values coherent with those studied in the literature It was also made structural analysis by AEMCSisPAv

(2009) software in order to find the estimated durability in the highway stretches The Roraima Avenue despite

being an old stretch and present the highest amount of early distress was the one that had the highest prediction

of durability between the three analysed sections Furthermore structural analysis was performed for Roraima

Avenue by standard DNER PRO 0111979 once it is a restored pavement it was found that this stretch is

expected five years and ten months of durability Therefore monitoring and obtaining performance prediction

models are extremely important for the proper management of pavements

Keywords Stretches Monitored Performance prediction models Durability

LISTA DE FIGURAS

Figura 21 Tensotildees em um pavimento 28 Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento 30 Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos 34 Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER 39 Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS 40 Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER 41 Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test 41 Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004 58 Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa 74 Figura 32 Rio Grande do Sul 74 Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria 74 Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados 75 Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014 76 Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima 76 Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima 77 Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima 82 Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima 83 Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e novo da Avenida

Roraima 85 Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 91 Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova 92 Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso 94 Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso 95 Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso 98 Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco 99 Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso 99 Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base 100 Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso 101 Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 105 Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso 107 Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis 108 Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 109 Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis 111 Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco 112 Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis 112 Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis 113 Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos Quarteacuteis 114 Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos Quarteacuteis 117 Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis 118 Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia 121 Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico 123 Figura 333 Modelo de IFI 124 Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser 125 Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel 126 Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas 127 Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman 130 Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab 131 Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA 132 Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo 137 Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura 139 Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura 140 Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo 142 Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura 143 Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura 145 Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima 146 Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso 147 Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis 148 Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI 150

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa 150 Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado 151 Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado 152 Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado 152 Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo 154 Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI 155 Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI 157 Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho 158 Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho 159 Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho 159 Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo 161 Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR 162 Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR 164 Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo 165 Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada 167 Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada 169 Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima 171 Figura 428 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso 172 Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis 173 Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo 175 Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura 176 Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

178 Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio

Basso 180 Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

182 Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos 186

LISTA DE TABELAS

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos 35 Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de pavimentos 37 Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados 55 Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003) 56 Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima 79 Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima 80 Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego 81 Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida Roraima 86 Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS 86 Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima 87 Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima 88 Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima 89 Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima 92 Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima 93 Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso 96 Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso 97 Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso 102 Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 103 Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 104 Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio Basso 106 Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso 107 Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis 110 Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis 115 Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis 116 Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis 118 Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 119 Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia 120 Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico 122 Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI 124 Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo 136 Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 136

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p 139 Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 141

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 144

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 149 Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados 153

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p 156 Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados 160 Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados 160

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p 163 Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados 165

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e p 167 Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima 170 Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso 172 Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis 173

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p 175 Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima 178 Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso 180 Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 181 Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC 185 Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados 185 Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens 187

LISTA DE SIGLAS E SIacuteMBOLOS

AASHTO American Association of Highway and Transportation Officials

ABNT Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas

AIMS Aggregate Image Measurement System

ASTM American Society of Testing and Materials

ATR Afundamento de Trilha de Roda

BBR Bending Beam Rheometer

BGS Brita Graduada Simples

CA Concreto Asfaacuteltico

CAP Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

CBR California Bearing Ratio

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado agrave Quente

CCR Concreto Compactado com Rolo

CENPES Centro de Pesquisa da PETROBRAS

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

DSR Dynamic Shear Rheometer

EVA Ethil Vinil Acetat

FHWA Federal Highway Administration

FWD Falling Weight Deflectometer

IFI International Friction Index

IGG Iacutendice de Gravidade Global

IRI International Roughness Index

ISC Iacutendice de Suporte Califoacuternia

LCPC Laboratorie Central des Ponts et Chausses

LTPP Long Term Pavement Performance

MCT Miniatura Compactados Tropicais

MPa Mega Pascal

MR Moacutedulo de Resiliecircncia

MSCR Multiple Stress Creep and Recovery

NBR Norma Brasileira

NCHRP National Cooperative Highway Research Program

PAV Pressurized Aging Vessel

PETROBRAS Petroacuteleo Brasileiro SA

PG Performance Grade

REMQP Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual

RT Resistecircncia agrave Traccedilatildeo

Rsup2 Coeficiente de Determinaccedilatildeo

SBS Styrene-Butadiene-Styrene

SGP Sistema de Gerecircncia de Pavimentos

TSD Tratamento Superficial Duplo

UFSM Universidade Federal de Santa Maria

USACE United States Army Corps of Engineers

VAM Vazios do Agregado Mineral

VB Viga Benkelman

VDM Volume Diaacuterio Meacutedio

SUMARIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 23 12 OBJETIVOS 25

121 Objetivo geral 25

122 Objetivos especiacuteficos 25

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 27 21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS 27 22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS 31

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO 32 231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho 33

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho 38 2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz 43

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson 45 2323 Modelos desenvolvidos por Marcon 46 2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio 49 2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba 50 2326 Modelos desenvolvidos por Benevides 51

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque 52

2328 Modelo desenvolvido por Lerch 55 2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara 57

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello 60

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves 61

23212 Modelos desenvolvidos por Franco 62 23213 Modelos da Shell Oil 63

23214 Modelo desenvolvido por Pinto 64 23215 Modelos do Asphalt Institute 64 23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG) 66

23217 Modelo da FHWA 68 23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs 68

23219 Modelo desenvolvido por Balbo 69 23220 Modelo desenvolvido por Rossato 70

3 METODOLOGIA 73

31 PLANEJAMENTO 73 32 TRECHOS MONITORADOS 74

321 Avenida Roraima 76

3211 Contagem de Traacutefego 77 3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 82

32121 Subleito 82 32122 Base 83 32123 Revestimento 84

321231 Agregados 84 321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 88 321233 Misturas 90

322 Avenida Heacutelvio Basso 94

3221 Contagem de Traacutefego 95 3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 97

32221 Subleito 97

32222 Sub-base 98 32223 Base 99 32224 Revestimento 100

322241 Agregados 101 322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 103

322243 Misturas 104 323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 108

3231 Contagem de Traacutefego 109 3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 110

32321 Subleito 110

32322 Sub-base 111 32323 Base 112 32324 Revestimento 113

323241 Agregados 114 323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 115 323243 Misturas 116

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS 120 331 Macrotextura 120 332 Microtextura 121 333 International Friction Index - IFI 123 334 International Roughness Index ndash IRI 124

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR 125 336 Levantamento de Defeitos 126

337 Viga Benkelman 128

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD 130

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise 131

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS 135

41 MACROTEXTURA 136 42 MICROTEXTURA 141 43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI 145

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI 151 45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR 157

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO 164 47 DEFLEXAtildeO 169

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE 177

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL 183 491 Anaacutelise mecanicista 184 492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979 189

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 191 51 CONCLUSOtildeES 191 52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS 193 REFEREcircNCIAS 195

1 INTRODUCcedilAtildeO

Uma infraestrutura de transporte adequada proporciona a qualquer sociedade um

grande e importante desenvolvimento social e cultural atraveacutes da mobilidade de produtos e

pessoas Para o Brasil que eacute um paiacutes de dimensotildees continentais uma infraestrutura de

rodovias que proporcione um deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente

importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que a grande maioria dos insumos e das

pessoas se desloca diariamente para regiotildees com distacircncias grandes

De acordo com o Ministeacuterio do planejamento Orccedilamento e Gestatildeo em seu Plano

Plurianual (PPA 2012-2015) aproximadamente 58 da movimentaccedilatildeo de cargas e 48 do

transporte interestadual de passageiros eacute realizada por meio de transporte rodoviaacuterio O

Ministeacuterio do Planejamento menciona ainda que 82 das rodovias federais implantadas no

Brasil satildeo pavimentadas poreacutem esta realidade natildeo se expande para as rodovias estaduais e

municipais sendo que o DNIT (2014) cita que 7865 da malha rodoviaacuteria nacional

considerando os trecircs niacuteveis (federal estadual e municipal) encontram-se natildeo pavimentadas

Eacute por meio da gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos

tempos corretos que estas rodovias fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus

deslocamentos a qualquer tempo Uma forma de realizar esta gerecircncia de forma adequada eacute

fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de

manutenccedilotildees disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de

intervenccedilotildees

Um banco de dados grande que contenha caracterizaccedilatildeo quantitativa e classificatoacuteria

do traacutefego que solicita as estruturas bem como o conhecimento das caracteriacutesticas dos

materiais que foram utilizados na construccedilatildeo em cada uma das camadas do pavimento eacute a

base para realizar uma gerecircncia adequada dos pavimentos Eacute a partir deste banco de dados que

se realiza o desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho dos pavimentos que satildeo

gerenciados

Para Specht (2004) a degradaccedilatildeo do pavimento por deformaccedilotildees permanentes fissuras

de fadiga retraccedilatildeo teacutermica e degradaccedilatildeo estaacute associada a vaacuterios fatores sendo que

deformaccedilotildees permanentes e fissuras por fadiga estatildeo relacionadas com o traacutefego que atua na

via e a estrutura que o pavimento possui enquanto as outras duas estatildeo em funccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais empregados e das condiccedilotildees climaacuteticas que atuam no local O

24

autor comenta ainda que os mais rigorosos defeitos que ocorre em estruturas flexiacuteveis satildeo

apresentados no revestimento e fazem com que seja possiacutevel identificar duas formas

diferentes de solicitaccedilatildeo mecacircnica flexatildeo repetida que causa fissuras de fadiga e compressatildeo

simples que produz acuacutemulo de deformaccedilatildeo permanente

Franco (2007) confirma que os danos estruturais em pavimentos acontecem

principalmente por aplicaccedilotildees de cargas elevadas na estrutura ou devido ao grande nuacutemero de

repeticcedilotildees de passagem das rodas dos veiacuteculos Contudo o autor comenta que muitas das

estruturas dos pavimentos existentes no Brasil natildeo foram dimensionadas para tais solicitaccedilotildees

jaacute que o meacutetodo de dimensionamento tradicional natildeo contempla efeitos da fadiga pois foi

desenvolvido a partir de observaccedilotildees de danos de deformaccedilotildees no subleito

Muitas das formas de dimensionar as estruturas dos pavimentos que devem suportar

as solicitaccedilotildees a que seratildeo impostas durante sua vida uacutetil utilizam meacutetodos empiacutericos com

baixa confiabilidade das previsotildees tomadas como base para seus caacutelculos Faz-se necessaacuterio

uma evoluccedilatildeo nestes meacutetodos de dimensionamento que em curto prazo se faz por meacutetodos

mecaniacutestico-empiacutericos com uso de anaacutelise elaacutestico-linear e a elaacutestico natildeo linear atraveacutes de

programas computacionais calibrados por trechos experimentais que permitam gerar modelos

de previsatildeo de desempenho dos pavimentos

Para chegar a este meacutetodo de dimensionamento mecaniacutestico-empiacuterico satildeo estimados

modelos de previsatildeo de fadiga deformaccedilatildeo permanente e deformaccedilatildeo maacutexima admissiacutevel no

topo do subleito adequados agraves condiccedilotildees ambientais da regiatildeo tanto quanto possiacutevel

atualmente e considerados diversos tipos de configuraccedilatildeo de eixos Franco (2007) comenta

que a modelagem mecaniacutestica-empiacuterica busca melhorar os projetos de pavimentaccedilatildeo em

termos de eficiecircncia estrutural de modo a utilizar materiais cujo desempenho de campo ainda

natildeo se tem experiecircncia suficiente e considerar tambeacutem os efeitos ambientais e de traacutefego

Neste contexto no ano de 2009 deu-se inicio a implantaccedilatildeo de um programa com

abrangecircncia nacional que busca desenvolver um novo meacutetodo de dimensionamento de

pavimentos asfaacutelticos no Brasil Este programa foi denominado de Programa Rede Temaacutetica

de Asfalto implantado pela PETROBRAacuteS com a parceria dos principais Centros de Pesquisa

e universidades brasileiras

Como a UFSM faz parte desta Rede esta pesquisa busca o desenvolvimento de

modelos de previsatildeo de desempenho a fim de prever o comportamento estrutural e funcional

de rodovias na regiatildeo central do Rio Grande do Sul monitorando trechos em verdadeira

grandeza e assim contribuir com o desenvolvimento dos estudos da Rede Temaacutetica do

Asfalto Esta pesquisa contribui para a obtenccedilatildeo de um banco de dados com valores de

25

ensaios climatologia e caracteriacutesticas dos veiacuteculos que solicitam as vias bem como a

caracterizaccedilatildeo dos materiais utilizados em cada uma das camadas de cada trecho monitorado

12 OBJETIVOS

121 Objetivo geral

Este trabalho tem por objetivo geral monitorar trecircs trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar

a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenhos regionais

122 Objetivos especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos estatildeo apresentados da seguinte forma

Acompanhar a construccedilatildeo dos trechos implantados verificando as teacutecnicas

construtivas durante a execuccedilatildeo de cada uma das camadas e coleta de amostras

dos materiais empregados na construccedilatildeo para verificaccedilatildeo da caracterizaccedilatildeo dos

mesmos por ensaios laboratoriais

Realizar a anaacutelise das condiccedilotildees funcionais de serventia e seguranccedila por meio

de mediccedilotildees perioacutedicas de Irregularidade Longitudinal (IRI) Afundamento em

Trilha de Roda (ATR) levantamento de defeitos e valores de Macrotextura e

Microtextura

Obter um valor harmonizado do International Friction Index (IFI) com o

cruzamento dos dados obtidos com os ensaios de Pecircndulo Britacircnico e Mancha

de Areia para cada periacuteodo de ensaio

26

Realizar avaliaccedilotildees perioacutedicas de acordo com o Manual da Rede Temaacutetica do

Asfalto das condiccedilotildees estruturais submetidas ao traacutefego utilizando ensaios

com Viga Benkelman e FWD

Estimar os valores dos Moacutedulos de Resiliecircncia de cada uma das camadas do

pavimento por retroanaacutelise dos valores das bacias de deformaccedilatildeo encontrados

nos ensaios com Viga Benkelman e FWD

Realizar estudos de traacutefego por meio dos dados de contagens semestrais com

avaliaccedilotildees quantitativa e classificatoacuteria dos veiacuteculos que possibilitem a

obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees (N) do eixo padratildeo

Gerar modelos de previsatildeo de desempenho para os pavimentos monitorados

com os valores de Moacutedulo de Resiliecircncia das retroanaacutelises da Viga Benkelman

e FWD com os valores de Macrotextura e Microtextura os valores de IFI

ATR e IRI bem como com a porcentagem de aacuterea com algum tipo de defeito

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

Neste capitulo seraacute apresentado a revisatildeo bibliograacutefica realizada atraveacutes do

demonstrativo dos trecircs principais itens estudados nesta pesquisa que satildeo Mecacircnica dos

Pavimentos Sistemas de Gerecircncia de Pavimentos e Modelos de Previsatildeo de Desempenho

21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS

De acordo com Medina e Motta (2015) a mecacircnica dos pavimentos estuda os

pavimentos como sendo um sistema em camadas sujeitos agraves cargas dos veiacuteculos e geralmente

com o auxilio de programas computacionais realiza os caacutelculos de tensotildees deformaccedilotildees e

deslocamentos conhecidos os paracircmetros de deformabilidade dos materiais Eacute possiacutevel

verificar o nuacutemero de solicitaccedilotildees que leva o revestimento asfaacuteltico agrave ruptura por fadiga e

deve-se observar as deformaccedilotildees permanentes e a ruptura plaacutestica

Diversos fatores influenciam na mecacircnica dos pavimentos no dimensionamento e na

durabilidade da estrutura Dentre estes fatores estatildeo o traacutefego aplicado sobre o pavimento o

clima da regiatildeo onde estaacute a estrutura e os materiais empregados nas camadas do pavimento

Segundo Motta (1991) o carregamento imposto pelo traacutefego de veiacuteculos a avaliaccedilatildeo

dos materiais por meio de ensaios que reproduzam o estado de tensotildees e as condiccedilotildees

ambientais a que os pavimentos estaratildeo sujeitos no campo satildeo fatores que estabelecem a

relaccedilatildeo tensatildeo-deformaccedilatildeo que ocorre nas camadas de uma estrutura

Os materiais de pavimentaccedilatildeo satildeo caracterizados em termos elaacutesticos ou

aproximadamente elaacutesticos de forma que as respostas do pavimento em termos de tensotildees

deformaccedilotildees e deslocamentos devidos agraves cargas do traacutefego ou aos fatores ambientais possam

ser calculadas pelas teorias mecanicistas (MASADA et al 2004)

Para Santos (2005) o carregamento dinacircmico do traacutefego aleacutem de causar deformaccedilotildees

permanentes de trilhas de roda causa principalmente os defeitos de trincas de fadiga dos

pavimentos Como apresentado na Figura 21 na superfiacutecie do pavimento eacute aplicada uma

carga vertical de compressatildeo e nas fibras inferiores da camada asfaacuteltica surgem tensotildees de

traccedilatildeo e de compressatildeo devido ao carregamento e descarregamento repetido

28

Figura 21 Tensotildees em um pavimento

Fonte (Medina e Motta 2015)

Existem trecircs mecanismos principais que podem deteriorar um pavimento que satildeo

afundamento de trilhas de roda provocada pela deformaccedilatildeo permanente vertical excessiva

trincas por fadiga da camada asfaacuteltica devido agrave repeticcedilatildeo do carregamento e fissuraccedilatildeo por

trincas teacutermicas consequecircncia de variaccedilotildees de temperatura As trincas teacutermicas ocorrem em

regiotildees de baixa temperatura

Fadiga foi definida por Yoder e Witczak (1975) como sendo um fenocircmeno de trincas

induzidas pelo carregamento repetido do traacutefego devido a repetidos estados de tensatildeo ou

deformaccedilatildeo inferiores ao estado uacuteltimo de tensatildeo ou deformaccedilatildeo de material

Como consequecircncia do estado de tensotildees no pavimento Santos (2005) diz que ocorre

uma gradual deterioraccedilatildeo e que o carregamento e descarregamento constante do pavimento

devido ao traacutefego geram deformaccedilotildees elaacutesticas e nesta movimentaccedilatildeo constante de

deformaccedilatildeo e recuperaccedilatildeo surgem tensotildees de traccedilatildeo nas fibras inferiores da camada (asfaacuteltica)

do pavimento gerando assim o trincamento por fadiga

De acordo com Morgado et al (2007) a deterioraccedilatildeo das propriedades de um material

por efeito da aplicaccedilatildeo ciacuteclica de uma carga eacute o dano por fadiga este ocorre natildeo soacute sob cargas

de amplitude constante como sob cargas de amplitude variaacutevel

Para avaliar a vida de fadiga pode-se utilizar algumas teorias de dano cumulativo

dentre estas teorias estaacute a Lei de Miner que foi concebida em 1945 apoacutes pesquisas sobre o

fenocircmeno da fadiga em metais de uso destinados agrave aviaccedilatildeo (SANTOS 2005)

29

Conforme Morgado et al (2007) das teorias de danos acumulados a que tem tido

maior divulgaccedilatildeo e a mais simples eacute a regra linear proposta por Miner A regra de Miner eacute

traduzida na Equaccedilatildeo 21

11

n

i i

i

N

nD (Equaccedilatildeo 21)

Onde D Dano acumulado de fadiga

ni = nuacutemero de ciclos de carregamento a um niacutevel de tensatildeo ζi

Ni eacute o nuacutemero de ciclos que provocaria ruptura para o mesmo niacutevel de tensatildeo

Santos (2005) menciona ainda que as deformaccedilotildees permanentes na superfiacutecie do

pavimento podem ser provocadas pelo carregamento vertical de compressatildeo oriundo do

traacutefego e podem tambeacutem ser decorrente da compactaccedilatildeo sofrida pelo subleito devido aos

carregamentos do traacutefego causando afundamentos em trilha de roda

Fernandes Jr (1994) afirmou que as trincas por fadiga da camada asfaacuteltica ou de

camadas cimentadas e a deformaccedilatildeo permanente nas trilhas das rodas causadas pelo traacutefego

satildeo as principais formas de deterioraccedilatildeo estrutural dos pavimentos Mas um pavimento pode

ainda deteriorar-se atraveacutes de mecanismos resultantes de fatores ambientais de desgaste por

abrasatildeo irregularidades na distribuiccedilatildeo e dosagem do material asfaacuteltico e de outros fatores

natildeo associados agraves solicitaccedilotildees do traacutefego

As variaccedilotildees climaacuteticas no desempenho de um pavimento devem ser muito bem

observadas uma vez que afetam diretamente o comportamento mecacircnico de alguns materiais

que compotildeem a estrutura especialmente a camada de revestimento e o subleito Em

contrapartida pode-se dar menor ecircnfase ao fenocircmeno do congelamento e degelo das camadas

da estrutura pois essa ocorrecircncia natildeo eacute comum no Brasil (FRANCO 2000)

Segundo Motta (1991) a temperatura do ar e precipitaccedilatildeo satildeo os fatores climaacuteticos

que mais afetam o desempenho de um pavimento Representado por seus elementos baacutesicos o

clima influencia os pavimentos por diversos mecanismos tais como a intemperizaccedilatildeo dos

materiais a alteraccedilatildeo dos moacutedulos de resiliecircncia ou ainda a alteraccedilatildeo das umidades de

equiliacutebrio

De acordo com Franco (2007) a umidade e a temperatura satildeo as duas variaacuteveis

ambientais que podem significativamente afetar as propriedades das camadas e do subleito do

pavimento e assim consequentemente afetar a capacidade da estrutura de suportar o

30

carregamento imposto pelo traacutefego A temperatura do ar atua diretamente nas propriedades

resilientes dos materiais asfaacutelticos devido agrave natureza viscosa dos ligantes asfaacutelticos jaacute a

umidade nas camadas inferiores do pavimento pode significar uma variaccedilatildeo no

comportamento resiliente do material

Medina e Motta (2015) explicam que as variaccedilotildees de temperatura tanto diurnas quanto

sazonais causam variaccedilotildees da rigidez dos materiais asfaacutelticos assim a deformabilidade do

pavimento eacute condicionada pelas variaccedilotildees da temperatura do ar ou das condiccedilotildees

meteoroloacutegicas de um modo geral

Para detalhar melhor os procedimentos analiacuteticos de dimensionamento e mostrar os

fatores que influenciam na mecacircnica dos pavimentos Motta (1991) apresenta na Figura 22

um diagrama com um procedimento detalhado e bastante caracteriacutestico para a determinaccedilatildeo

das espessuras das camadas de uma estrutura

Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento

Fonte (Motta 1991)

Fatores Ambientais

Traacutefego Materiais Disponiacuteveis Teacutecnicas Construtivas

Paracircmetros de Projeto

Variabilidade de cada item

Espessuras Adotadas

Meacutetodos de caacutelculo de

Tensotildees (ζ x )

Paracircmetros de acompanhamento do

desempenho

Estimativa de Vida Uacutetil

Comparaccedilatildeo entre vida estimada e de projeto

Decisatildeo final das espessuras

Satisfatoacuterio

Natildeo

Sat

isfa

toacuteri

o

31

22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS

Segundo Haas et al (1994) um Sistema de Gerecircncia de Pavimentos (SGP) consiste

em um conjunto amplo e coordenado de atividades associadas com planejamento construccedilatildeo

manutenccedilatildeo avaliaccedilatildeo e pesquisa de pavimentos associados a um banco de dados

objetivando otimizar os recursos estabelecimento de programas de manutenccedilatildeo

proporcionando conforto e seguranccedila ao usuaacuterio

De acordo com Hudson et al (1979) um SGP utiliza procedimentos claramente

estabelecidos e racionais para avaliar estrateacutegias e alternativas ao longo de um periacuteodo de

anaacutelise especiacutefico e com base em valores previstos para atributos qualificaacuteveis do pavimento

Envolve o tratamento integrado e coordenado de todas as aacutereas sendo um processo dinacircmico

que incorpora a realizaccedilatildeo de vaacuterios atributos restriccedilotildees e criteacuterios envolvidos no processo de

otimizaccedilatildeo

Fernandes Jr (2001) comenta que os SGP representam uma possibilidade real de se

evoluir de um esquema de manutenccedilatildeo tradicional que se baseia quase sempre na correccedilatildeo de

problemas para um sistema de manutenccedilatildeo planejada onde a atuaccedilatildeo sobre a malha viaacuteria

natildeo eacute realizada somente na soluccedilatildeo de seus problemas imediatos mas tambeacutem em um

trabalho de prevenccedilatildeo que prolongue sua vida uacutetil e garanta padrotildees miacutenimos de serviccedilo em

toda a malha que estaacute sendo gerenciada

Para Albuquerque et al (2004) a gerecircncia de pavimentos eacute subdividida em dois niacuteveis

diferentes de abordagem sendo um destes o niacutevel de rede onde se realiza uma macro visatildeo de

toda a rede rodoviaacuteria e o outro niacutevel dito de projeto onde satildeo abordadas as caracteriacutesticas

peculiares a cada sub-trecho de cada rodovia

A Gerecircncia de Pavimentos depende do monitoramento perioacutedico do pavimento para

obtenccedilatildeo de informaccedilotildees confiaacuteveis sobre a caracteriacutestica fiacutesica da rodovia ao longo do tempo

e da administraccedilatildeo dos dados obtidos Com isso consegue-se saber o que precisa ser feito num

determinado pavimento quando seratildeo necessaacuterias intervenccedilotildees para evitar ruptura e prolongar

a vida de serviccedilo do pavimento onde estatildeo os projetos prioritaacuterios e como devem ser

executadas as intervenccedilotildees de manutenccedilatildeo e reabilitaccedilatildeo do pavimento (FERNADES JR

2001)

Um SGP em niacutevel de rede eacute constituiacutedo usualmente dos seguintes componentes

32

Banco de dados Eacute uma ferramenta muito importante e utilizada em SGP

devendo ser bem estruturado conter dados confiaacuteveis e abundantes Todas as

anaacutelises e decisotildees necessaacuterias satildeo baseadas nas informaccedilotildees e dados

coletados que por isso devem ser objetivos confiaacuteveis e atualizados

(AASHTO 1990)

Moacutedulo de avaliaccedilatildeo de estrateacutegias de conservaccedilatildeo a longo prazo

(planejamento) Compreende a anaacutelise de dados a priorizaccedilatildeo das intervenccedilotildees

e a tomada de decisotildees Os resultados satildeo analisados e adequados atraveacutes do

moacutedulo de programaccedilatildeo para definir soluccedilotildees em niacutevel de projeto e para

estabelecer uma programaccedilatildeo por prioridade teacutecnica e orccedilamentaacuteria

(MARCON 2003)

Moacutedulo de acompanhamento Baseia-se nos dados armazenados no banco de

dados e proporciona o acompanhamentomonitoramento de indicadores do

pavimento A partir da definiccedilatildeo dos criteacuterios de avaliaccedilatildeo para irregularidade

deflexatildeo estrutura qualidade do patrimocircnio e qualidade para o usuaacuterio satildeo

definidos Iacutendices de Qualidade para segmentos homogecircneos das rodovias

(CARDOSO 2000)

De acordo com Oliveira (2013) apoacutes as fases de implantaccedilatildeo do SGP de definiccedilatildeo da

aplicaccedilatildeo dos recursos planejamento projetos orccedilamentos e de execuccedilatildeo das atividades e

monitoramento do desempenho das estruturas de pavimento eacute possiacutevel uma anaacutelise global

dos resultados e posteriormente uma confirmaccedilatildeo ou alteraccedilatildeo dos iacutendices e premissas

utilizados Assim eacute fundamental considerar que esse ajuste pode e deve ser feito ao longo do

tempo considerando as caracteriacutesticas e especificidades de cada Sistema de Gerecircncia de

Pavimentos

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO

Os modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo ferramentas fundamentais

em um Sistema de Gerecircncia de Pavimento tanto em niacutevel de rede quanto de projeto pois com

eles pode-se determinar a condiccedilatildeo futura dos pavimentos e prever investimentos

33

Os modelos de desempenho satildeo estabelecidos para prever a velocidade com que os

valores dos paracircmetros funcionais e estruturais dos pavimentos variam em funccedilatildeo das

solicitaccedilotildees do traacutefego ou das condiccedilotildees climaacuteticas (BASIacuteLIO 2002)

O uso de modelos de previsatildeo possibilita os seguintes aspectos (FHWA 2006)

Determinar a vida remanescente dos pavimentos quando se tem conhecimento da

condiccedilatildeo limite aceitaacutevel

Otimizar a combinaccedilatildeo de projetos estrateacutegias e o tempo para a agecircncia concluir as

metas estabelecidas

Avaliar os impactos temporais de vaacuterios cenaacuterios elencados

Promover o ―feed-back para o processo de projeto do pavimento e

Auxiliar na estimativa dos custos do ciclo-de-vida do pavimento

231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho

Os modelos de previsatildeo podem ser elaborados individualmente para cada paracircmetro

de desempenho ou para um iacutendice de condiccedilatildeo que envolva todos os mecanismos de

deterioraccedilatildeo O niacutevel de complexidade dos modelos pode ser de livre escolha ficando a cargo

do gestor do sistema

O primeiro passo para a sua elaboraccedilatildeo estaacute em determinar a forma desejada para o

modelo Existem dois tipos de modelos que podem ser elaborados para se prever desempenho

de pavimentos (Pedrosa 2002 FHWA 2006) que satildeo

Determiniacutestico Modelo no qual o estado de um sistema eacute definido por causas que se

podem determinar e identificar o descrito adequadamente sem recorrer a elementos

probabiliacutesticos Eacute o modelo matemaacutetico que determina os resultados a partir de

condiccedilotildees iniciais Utiliza-se de regressatildeo para fornecer um uacutenico valor de um

paracircmetro (variaacutevel dependente) a partir de uma ou mais variaacuteveis (variaacuteveis

independentes) Algumas formas matemaacuteticas para modelos determiniacutesticos podem ser

observadas na Figura 23

34

Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos

Fonte Vitorello 2008

Segundo Vitorello (2008) esse tipo de modelo pode ser subdividido nos seguintes

modelos

a) modelos de desempenho estrutural preveem o surgimento e a propagaccedilatildeo

dos defeitos produzidos pela repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

b) modelos de desempenho funcional preveem a queda do iacutendice de serventia

e do coeficiente de atrito da superfiacutecie com a repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

c) modelos de degradaccedilatildeo satildeo derivados de um dos dois anteriores e utilizam

uma funccedilatildeo de degradaccedilatildeo que eacute um indicador normalizado de defeitos ou de queda

do iacutendice de serventia

Probabiliacutestico permite prever os valores de um paracircmetro baseado em matrizes de

transiccedilatildeo probabiliacutestica que estimam a probabilidade de seccedilotildees de pavimentos

mudarem de uma condiccedilatildeo para outra Este tipo de modelo ainda pode ser subdividido

em

a) curvas de sobrevivecircncia eacute um graacutefico de probabilidade x tempo e representa

a porcentagem de trechos que permanecem em serviccedilo apoacutes um certo nuacutemero de anos

(ou de passagens do eixo-padratildeo) sem requererem um grande investimento em

conservaccedilatildeo ou sem necessitarem de restauraccedilatildeo Este graacutefico pode ser elaborado a

partir do histoacuterico de manutenccedilatildeo de pavimentos da rede

35

b) modelos markovianos utilizam a chamada ―Matriz de Transiccedilatildeo que

expressa a probabilidade de um grupo de pavimentos com idades semelhantes e

sujeitos ao mesmo niacutevel de traacutefego passe de um estado de degradaccedilatildeo ou iacutendice de

serventia para outro dentro de um periacuteodo de tempo especificado Este processo eacute dito

estacionaacuterio pois a mudanccedila no estado de serventia do pavimento natildeo dependeraacute do

tempo (com valores estatiacutesticos invariaacuteveis) natildeo sendo adequado para planejamento

da rede (os fenocircmenos naturais natildeo se comportam desta forma) e

c) modelos semi-markovianos satildeo idecircnticos aos modelos markovianos com a

diferenccedila de que considera que o processo seja estacionaacuterio apenas durante

incrementos de tempo

O FHWA (2006) associou os tipos de modelos de previsatildeo de desempenho e variaacuteveis

utilizadas para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos (nacional estadual ou projeto) de acordo

com a Tabela 21

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos

Niacutevel de

Gerecircncia

Determiniacutestico Probabiliacutestico

Resposta

Primaacuteria Estrutural Funcional Deterioraccedilatildeo

Curvas de

Sobrevivecircncia

Modelos de Processo de

Transiccedilatildeo

Deflexatildeo Degradaccedilatildeo PSI

Carga Equivalente

Markov Semi-Markov Tensatildeo Condiccedilatildeo do Pavimento

Seguranccedila

Deformaccedilatildeo

Nacional X X X X

Estadual X X X X X X

Projeto X X X X

Fonte FHWA 2006

Os modelos ainda podem ser subdivididos quanto agrave sua natureza conforme descrito

por Haas et al 1994

Puramente Mecaniacutesticos modelos baseados em paracircmetros de respostas estruturais

como tensatildeo deformaccedilatildeo e deflexatildeo Esses modelos natildeo satildeo considerados modelos de

desempenho

36

Mecaniacutestico-Empiacutericos onde o paracircmetro de resposta estrutural eacute relacionado agrave

deterioraccedilatildeo estrutural ou funcional medida sendo obtido por equaccedilotildees de regressatildeo

Esses tipos de modelo satildeo os mais utilizados para fazer a previsatildeo de desempenho de

pavimentos

Empiacutericos ou de Regressatildeo onde a variaacutevel dependente de deterioraccedilatildeo estrutural ou

funcional eacute relacionada a uma ou mais variaacuteveis independentes como suporte do

subleito aplicaccedilotildees de carga por eixo propriedades e espessuras das camadas do

pavimento fatores ambientais e suas interaccedilotildees e

Subjetivo onde a experiecircncia de engenheiros eacute formalizada atraveacutes de processos de

transiccedilatildeo como o processo de Markov que permite a obtenccedilatildeo de modelos de

desempenho mesmo sem seacuterie histoacuterica de dados Este tipo de modelo eacute um caminho

alternativo para o desenvolvimento preliminar de modelos de desempenho onde a

base de dados requerida natildeo eacute extensa e pode ser obtida em etapas de projeto Esta

abordagem pode ser utilizada independentemente da forma desejada para os modelos

(determiniacutestico ou probabiliacutestico)

Existem quatro criteacuterios que devem ser levados em consideraccedilatildeo para o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho (FHWA 2006)

Um banco de dados adequado agraves condiccedilotildees e interesses do sistema

A inclusatildeo de todas as variaacuteveis importantes que afetem o desempenho

Uma formulaccedilatildeo funcional adequada do modelo e

O criteacuterio estatiacutestico adequado de acordo com a precisatildeo requerida para o modelo

Com uma consistente base de dados os modelos de previsatildeo de desempenho tem uma boa

aplicabilidade agrave pavimentaccedilatildeo principalmente quando desenvolvidos para regiotildees especiacuteficas

Eles devem ser desenvolvidos para famiacutelias de pavimentos com caracteriacutesticas

comuns tais como tipo de superfiacutecie classificaccedilatildeo funcional niacuteveis de traacutefego localizaccedilatildeo

geograacutefica e clima A teacutecnica de se separar os pavimentos em famiacutelias eacute uma boa opccedilatildeo

quando a quantidade de dados natildeo eacute significativa (FHWA 2006)

FHWA (2006) afirma que apesar de serem muito utilizados os modelos

determiniacutesticos fornecem vaacuterios erros de resultados por natildeo levarem em consideraccedilatildeo

variaccedilotildees regionais que ocorrem nos pavimentos Essa situaccedilatildeo soacute eacute contornaacutevel com uma

calibraccedilatildeo destes modelos o que requer um extenso banco de dados

Deve-se utilizar de ferramentas estatiacutesticas para avaliar se os resultados fornecidos

pelos modelos satildeo confiaacuteveis A verificaccedilatildeo do ajuste da correlaccedilatildeo entre variaacuteveis

37

independentes contidas nos modelos de desempenho em niacutevel de rede eacute um bom indicador de

sua capacidade de acerto Os modelos determiniacutesticos devem considerar o valor dos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) para cada uma de suas variaacuteveis independentes Quanto

mais se aproximar do valor 1 (um) maior a correlaccedilatildeo entre as variaacuteveis dependentes e

independentes

A Tabela 22 apresenta o que se espera dos paracircmetros de regressatildeo para modelos

elaborados em niacutevel de rede de projeto

Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de

pavimentos

Niacutevel de Anaacutelise

do SGP Rsup2 REMQP

Tamanho da

Amostra

Nuacutemero de

Variaacuteveis

Independentes

Niacutevel de Rede Valores de meacutedio

para baixo

Valores meacutedios

para altos Grande Mais de uma

Niacutevel de Projeto Valores altos Valores baixos Pequena Uma

Obs

Rsup2 rarr coeficiente de determinaccedilatildeo e

REMQP (Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual) rarr erro meacutedio quadrado que eacute o desvio padratildeo do valor determinado

pelo modelo

Fonte FHWA 2006

Como jaacute mencionado fazendo referecircncia a outros autores pode-se citar que Rodrigues

(2003) resume que os modelos de previsatildeo de desempenho tambeacutem podem ser classificados

de duas maneiras diferentes em termos de forma e em termos de sua natureza Em termos de

forma os modelos podem ser determiniacutesticos ou probabiliacutesticos Os modelos determiniacutesticos

preveem um uacutenico nuacutemero para a vida do pavimento ou para seu niacutevel de degradaccedilatildeo ou

ainda para outro paracircmetro indicador de sua condiccedilatildeo indicados para SGP em niacutevel de

projeto Por outro lado os modelos probabiliacutesticos preveem uma distribuiccedilatildeo dos eventos

citados nos modelos determiniacutesticos adequados para SGP em niacutevel de rede

Em termos de sua natureza os modelos podem ser empiacutericos ou mecaniacutestico-empiacuterico

Os modelos empiacutericos satildeo simples correlaccedilotildees entre o desempenho do pavimento e alguns

38

paracircmetros explicativos referentes ao traacutefego e agrave estrutura do pavimento Os modelos

mecaniacutestico-empiacutericos utilizam o universo de dados experimentais apenas para efeito de sua

calibraccedilatildeo e natildeo para o seu desenvolvimento na medida em que sua forma eacute ditada por leis da

Mecacircnica (HAAS et al 1994)

Eacute de suma importacircncia que a teoria desses modelos seja coerente com o que eacute

observado em experimentos planejados onde exista um alto grau de controle dos paracircmetros

envolvidos como nos ensaios de laboratoacuterio em modelos reduzidos e em pistas

experimentais Caso contraacuterio os fatores de calibraccedilatildeo teratildeo pouco significado e as previsotildees

do modelo final teratildeo baixa confiabilidade

Para maximizar os efeitos da gerecircncia de pavimentos o uso de modelos de previsatildeo de

desempenho confiaacuteveis eacute muito importante A seleccedilatildeo de estrateacutegias oacutetimas de manutenccedilatildeo

depende da viabilidade de uso de modelos que reflitam as condiccedilotildees locais (NUNtildeEZ E

SHAHIN 1986)

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho

Para o uso eficiente e otimizado dos recursos de conservaccedilatildeo eacute necessaacuterio estimar as

condiccedilotildees ou o niacutevel de serventia futuros dos pavimentos administrados em determinada rede

rodoviaacuteria Esta estimativa soacute eacute possiacutevel se o planejador ou o engenheiro de pavimentaccedilatildeo

tiver agrave disposiccedilatildeo modelos de previsatildeo de desempenho realistas Estes modelos satildeo

instrumentos tecnoloacutegicos essenciais para a anaacutelise de estrateacutegias alternativas de projetos de

pavimentos (QUEIROZ 1984)

Algumas pesquisas que satildeo realizadas em grande escala para a obtenccedilatildeo de modelos

de previsatildeo de desempenho utilizam simuladores de traacutefego No Brasil existem alguns

simuladores de traacutefego que podem ser utilizados em pistas experimentais em verdadeira

grandeza que aceleram os processos de degradaccedilatildeo do pavimento reduzindo assim o tempo

necessaacuterio para obtenccedilatildeo dos resultados Como destaque temos a pista experimental do

IPRDNER o simulador de traacutefego da UFRGSDAER e o simulador de traacutefego moacutevel ndash HVS

- Simular

Nuntildeez (1997) ressalta que a pista do IPR foi construiacuteda nos anos de 197475 em

forma circular jaacute o simulador de traacutefego de UFRGS eacute do tipo linear como pode ser visto na

Figura 24 Victorino (2008) explica que o simulador da UFRGS desloca-se a uma velocidade

39

de ateacute 20kmh e realiza cerca de 2500 aplicaccedilotildees de carga por dia podendo obter os danos

corridos em uma rodovia com traacutefego meacutedio durante sua vida uacutetil ou periacuteodo de projeto em

ateacute dois meses

Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER

Fonte Azambuja (2004)

O simulador utilizado por Fritzen (2005) em sua pesquisa foi o simulador de traacutefego

moacutevel ndash HVS (Heacutercules Veiacuteculo Simulador) com caracteriacutesticas semelhantes ao simulador da

UFRGSDAER como pode ser visto na Figura 25 uma vez que foi construiacutedo e

desenvolvido pela empresa Cifali com a colaboraccedilatildeo da Universidade Federal do Rio Grande

do Sul O equipamento tem comprimento total de 207 metros poreacutem pode realizar um

comprimento maacuteximo de simulaccedilatildeo de 11 metros tendo um comprimento de simulaccedilatildeo uacutetil de

5 metros Fritzen (2005) comenta ainda que o simulador pode realizar 350 cicloshora sentido

uacutenico e 700 cicloshora em sentidos opostos

Quando a simulaccedilatildeo ocorre em sentido uacutenico o semi-eixo desloca-se no sentido

longitudinal do equipamento havendo contato do pneu com o pavimento somente em um

uacutenico sentido o retorno se daacute com o rodado suspenso Quando a simulaccedilatildeo eacute feita em sentidos

opostos o contato pneu pavimento se daacute tanto na ida quanto na volta Eacute atraveacutes de uma

unidade hidraacuteulica que ocorre a aplicaccedilatildeo de carga que varia de 15kN ateacute 90kN com uma

40

velocidade maacutexima de 9kmh no semi-eixo o que permite acelerar os esforccedilos associados ao

carregamento e simular efetivamente as sobrecargas (FRITZEN 2005)

Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS

Fonte Fritzen (2005)

Silva (2001) diz que o simulador do IPR eacute uma estrutura metaacutelica composta de trecircs

subestruturas treliccediladas com um conjunto de rodas duplas na ponta de cada uma dessas

subestruturas A autora comenta ainda que o simulador pode chegar a uma velocidade de ateacute

80kmh com velocidade meacutedia de operaccedilatildeo de 40kmh Assim eacute possiacutevel ter 1500 aplicaccedilotildees

de carga por hora podendo obter modelos de desempenho em um curto periacuteodo de tempo A

Figura 26 apresenta o simulador de traacutefego circular do IPRDNER

Os melhores modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo aqueles

desenvolvidos diretamente a partir de dados de campo sistematicamente coletados e

analisados sendo que estes dados de observaccedilatildeo de pavimentos restringem o uso do modelo

ao ambiente de avaliaccedilatildeo (PATERSON 1987 apud ALBUQUERQUE 2007)

Estes modelos aleacutem de prever a condiccedilatildeo dos pavimentos conservados com

determinada atividade de manutenccedilatildeo tambeacutem podem ser uacuteteis para comparar

economicamente vaacuterias alternativas de manutenccedilatildeo ajudando no prognoacutestico do desempenho

do pavimento tratado com accedilotildees de manutenccedilatildeo e restauraccedilatildeo que satisfaccedilam restriccedilotildees de

orccedilamento e desempenho (BASIacuteLIO 2002)

41

Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER

Fonte Silva (2001 apud VICTORINO 2008)

Um dos maiores experimentos em todo o mundo e que deu origem a alguns modelos

de previsatildeo de desempenho foram as pistas da AASHO Road Test desenvolvidas na deacutecada

de 1950 Segundo Senccedilo (1997) eram compostas por 6 circuitos apresentando cada uma duas

retas paralelas ligadas por segmentos circulares como pode ser visto na Figura 27 Cada

circuito tinha duas faixas de rolamento solicitadas pelo mesmo carregamento desde o eixo

simples de 9 kN ateacute o eixo tandem de 220 kN

Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test

Fonte Weingroff ndash FHWA

42

Este experimento realizado nas proximidades de Ottawa Illinois teve como objetivo

principal determinar o desempenho das estruturas estudadas sob a accedilatildeo de um traacutefego

especiacutefico Para alcanccedilar este objetivo a equipe da AASHO utilizou diversas teacutecnicas para a

determinaccedilatildeo do iacutendice de desempenho a partir de dados histoacutericos de serventia ao longo do

tempo (VALE 2008)

Vale (2008) menciona tambeacutem que uma das principais contribuiccedilotildees desta pesquisa

estaacute o meacutetodo de dimensionamento de pavimentos baseado no CBR com sua utilizaccedilatildeo em

aeroportos e a introduccedilatildeo do conceito de repeticcedilatildeo de cargas no dimensionamento Outra

contribuiccedilatildeo dada pelo estudo foram os conceitos para o meacutetodo de dosagem Marshall de

misturas asfaacutelticas apoacutes cinco anos de estudos realizados nas pistas

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo de

deterioraccedilatildeo em termos de irregularidade trincas e afundamento de trilhas de rodas para

pavimentos asfaacutelticos em funccedilatildeo da estrutura do pavimento subleito e traacutefego Esta pesquisa

foi realizada utilizando dados coletados de rodovias dos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo

Paulo e Distrito Federal Estes modelos podem ser utilizados em outros locais poreacutem eacute

necessaacuterio fazer uma calibraccedilatildeo dos mesmos para as caracteriacutesticas de onde ele seraacute utilizado

e uma verificaccedilatildeo dos resultados obtidos atraveacutes da coleta contiacutenua de dados

Um tipo mais geral de sistema de trabalho que inclua outros itens de custo (como

drenagem e terraplenagem) eacute melhor representado pelo ―Highway Design and Maintenance

Standards Model (HDM) Este modelo foi desenvolvido com base em uma extensa pesquisa

realizada no Brasil Quecircnia Iacutendia e Ilhas Caribenhas (BASIacuteLIO 2002)

Hudson et al (1979) concluiacuteram que ―a condiccedilatildeo atual de um pavimento eacute dependente

da sua histoacuteria em termos de estrutura carga suportada e fatores ambientais Toda a accedilatildeo

tomada no presente proporcionaraacute efeitos no futuro do pavimento enfatizando assim a

importacircncia de prever o comportamento futuro dos pavimentos para auxiliar a tomada de

decisatildeo do gestor e para tanto faz-se necessaacuterio o uso de modelos de desempenho que

reflitam as condiccedilotildees reais da rede Tais modelos seratildeo mais realistas quando existir uma

contiacutenua retroalimentaccedilatildeo do banco de dados do sistema

Basiacutelio (2002) destaca que os modelos de previsatildeo de desempenho apresentam

normalmente erros nas estimativas de tempo para execuccedilatildeo de serviccedilos de manutenccedilatildeo ou

reabilitaccedilatildeo dos pavimentos Estes erros costumam ser menores quando o pavimento se

aproxima da vida final e maiores quando estatildeo no iniacutecio da vida uacutetil Desta forma os modelos

devem ser periodicamente atualizados e as previsotildees devem restringir-se a periacuteodos em que

se tenha um razoaacutevel grau de confiabilidade (Haas et al 1994) A impossibilidade de incluir

43

todas as variaacuteveis significativas como drenagem qualidade de construccedilatildeo e condiccedilotildees

climaacuteticas colabora tambeacutem para a ocorrecircncia de erros e incertezas nos modelos

(Watanatada et al 1987 Bolivar e Achuacutetegui 1998)

Alguns modelos de previsatildeo de desempenho merecem ser destacados Aleacutem dos

trabalhos jaacute citados desenvolvidos por Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) e

Paterson (1987 apud ALBUQUERQUE 2007) de repercussatildeo internacional que foram com

algumas adaptaccedilotildees incorporados ao sistema HDM outros trabalhos de grande relevacircncia

foram realizados por Marcon (1996) Basiacutelio (2002) e Yshiba (2003) para respectivamente

os Estados de Santa Catarina Paranaacute e Goiaacutes

Benevides (2006) e Albuquerque (2007) mais recentemente tambeacutem realizaram

estudos para a elaboraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho para os Estados do Cearaacute e

Paraiacuteba no Nordeste do Brasil Nakahara (2005) por sua vez elaborou modelos de previsatildeo

para rodovias urbanas de intenso traacutefego pesado na cidade de Satildeo Paulo e Lerch (2003)

desenvolveu modelos avaliando a reduccedilatildeo da irregularidade em pavimentos do Estado do Rio

Grande do Sul Em seguida seratildeo apresentados mais detalhadamente alguns desses modelos

de previsatildeo de desempenho desenvolvidos baseando-se na literatura nacional e internacional

2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos empiacutericos e

mecaniacutestico-empiacutericos a partir de dados de irregularidade entre outros paracircmetros obtidos

nos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo Paulo e Distrito Federal Alguns destes modelos

foram depois atualizados para o procedimento de projeto de reforccedilo DNER-PRO 1591985

(DNER 1985)

O autor desenvolveu 5 modelos de previsatildeo de desempenho para a irregularidade O

primeiro modelo apresentado correlaciona a irregularidade com o nuacutemero estrutural (Equaccedilatildeo

22) Os dois modelos seguintes por sua vez correlacionam a irregularidade com as deflexotildees

dos pavimentos obtidas com a Viga Benkelman (Equaccedilatildeo 23) e com o Dynaflect (equaccedilatildeo

24) E as duas uacuteltimas correlacionam com o nuacutemero estrutural e a deflexatildeo em conjunto

(Equaccedilatildeo 25 para deflexatildeo com a Viga Benkelman e Equaccedilatildeo 26 para deflexatildeo com o

Dynaflect)

44

2

log02240000795013804781log

SNC

NAERQI acum

(Equaccedilatildeo 22)

Rsup2 = 026 e Erro Padratildeo = 013

acumVB NDATRERQI log102275150165527821 5 (Equaccedilatildeo 23)

Rsup2 = 048 e Erro Padratildeo = 1058

acumD NDAPERQI log0248000751004140131503911log

(Equaccedilatildeo 24)

Rsup2 = 032 e Erro Padratildeo = 013

2

5 log10177

log66839303131656312

acumVB

acum

ND

SNC

NATRERQI

(Equaccedilatildeo 25)

Rsup2 = 052 e Erro Padratildeo = 1022

acumDacum ND

SNC

N

APERQI

log0230log

08560

0623004150107202991log

(Equaccedilatildeo 26)

Rsup2 = 036 e Erro Padratildeo = 013

Onde QI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (contagem km)

ER = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (ER = 0 original

ER= 1 restaurado)

A = idade do pavimento desde a construccedilatildeo ou reabilitaccedilatildeo (anos)

Nacum = nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelos fatores de equivalecircncia da AASHTO

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

TR = variaacutevel indicadora do tipo de revestimento (TR = 0 mistura asfaacuteltica TR =

1 tratamento superficial)

45

DVB = deflexatildeo com Viga Benkelman (102mm)

P = porcentagem do pavimento que recebeu reparos de remendos profundos e

DD = deflexatildeo com Dynaflect (0001 polegadas = 00254mm)

Albuquerque (2007) destaca que o fato de o modelo da equaccedilatildeo 22 correlacionando a

irregularidade com o nuacutemero estrutural ter apresentado desempenho insatisfatoacuterio com baixo

coeficiente de determinaccedilatildeo pode ser devido ao meacutetodo de caacutelculo do SNC utilizado Nas

regiotildees monitoradas para o desenvolvimento do modelo o subleito eacute constituiacutedo de solo

lateriacutetico e a utilizaccedilatildeo de valores medidos de ISC que para solos lateriacuteticos satildeo

particularmente baixos acabaram subestimando a capacidade estrutural dos pavimentos

considerada nos modelos e diminuindo sua correlaccedilatildeo com o QI

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson

Fazendo uso de meacutetodos estatiacutesticos de regressatildeo Paterson (1987 apud

ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo dos principais defeitos dos

pavimentos tais como trincamento irregularidade e afundamento de trilha de roda

Para a irregularidade longitudinal dos pavimentos Paterson desenvolveu o modelo

apresentado na Equaccedilatildeo 27

AGEeNESNCIRIIRI 01530

4

994

0 )1(725 (Equaccedilatildeo 27)

Rsup2 = 075

Onde IRI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (m km)

IRI0 = irregularidade longitudinal inicial (m km)

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

NE4 = representa o nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

de 82 tf calculado com fator de carga da AASHTO (milhotildees por faixa)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

46

Para o afundamento de trilha de roda por sua vez Paterson desenvolveu o modelo

apresentado nas Equaccedilotildees 28 e 29

ERMNECOMPSNCAGERDM 4

3025020166001 (Equaccedilatildeo 28)

Rsup2 = 042

Com

CRXMMPRHDEFERM 00158000900384009020

(Equaccedilatildeo 29)

Onde RDM = profundidade meacutedia das trilhas de roda (mm)

COMP = iacutendice de compactaccedilatildeo relativa meacutedia ponderada pela espessura da

camada sendo obtido em Paterson (1987)

DEF = deflexatildeo maacutexima meacutedia medida com viga Benkelman (102mm)

RH = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (RH=0 original

RH=1 restaurado)

MMP = precipitaccedilatildeo meacutedia mensal (m mecircs) e

CRX = aacuterea de trincamento indexado sendo obtido em Paterson (1987)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

2323 Modelos desenvolvidos por Marcon

Reunindo dados de levantamentos de 2500km da malha rodoviaacuteria do Estado de Santa

Catarina Marcon (1996) desenvolveu linhas de tendecircncia de pavimento para paracircmetros

como irregularidade longitudinal deflexotildees maacuteximas meacutedias iacutendice de gravidade global e

afundamento de trilha de roda Os modelos relacionaram o paracircmetro de desempenho do

pavimento com a idade do revestimento ou com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo

padratildeo Os modelos foram desenvolvidos para trecircs diferentes regiotildees geoloacutegicas do estado de

Santa Catarina A regiatildeo denominada por Marcon (1996) como sendo Regiatildeo 2 eacute a que mais

se aproxima das caracteriacutesticas do presente estudo por se tratar de uma regiatildeo cujos solos satildeo

formados pela decomposiccedilatildeo de rochas sedimentares como argilitos siltitos e arenitos

47

Com relaccedilatildeo agraves caracteriacutesticas gerais da composiccedilatildeo de cada pavimento 838 dos

trechos estudados pelo autor apresentam revestimento de CBUQ e 863 do total de trechos

era formada por brita graduada na camada de base Outra caracteriacutestica dos materiais e

camadas que compotildeem os trechos estudados por Marcon (1996) eacute que 452 da extensatildeo

estudada era composta por macadame seco na sub-base semelhante aos estudos desta

pesquisa onde dois dos trecircs trechos tem sub-base de macadame

Para deflexotildees Marcon (1996) desenvolveu para a Regiatildeo 2 os modelos apresentados

na equaccedilatildeo 210 relacionando a defeito ou a deflexatildeo com a idade dos pavimentos e na

Equaccedilatildeo 211 relacionando com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEDEFM 5458328824 (Equaccedilatildeo 210)

Rsup2 = 037

NADEFM 5100192844 (Equaccedilatildeo 211)

Rsup2 = 050

Os dados de irregularidade longitudinal para a Regiatildeo 2 foram ajustados nos modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 212 relacionado com a idade e na Equaccedilatildeo 213 relacionado com

o nuacutemero estrutural

IDADEQI 1635134818 (Equaccedilatildeo 212)

Rsup2 = 029

2146 1005100478325 NANAQI (Equaccedilatildeo 213)

Rsup2 = 032

Para o afundamento de trilha de roda para a Regiatildeo 2 foram desenvolvidos os

modelos das Equaccedilotildees 214 e 215 respectivamente relacionando o afundamento em trilha de

roda com a idade e o nuacutemero estrutural dos pavimentos

48

IDADETRI 2325082281 (Equaccedilatildeo 214)

Rsup2 = 028

NATRI 7100530513 (Equaccedilatildeo 215)

Rsup2 = 026

Para o iacutendice de gravidade global (IGG) para a Regiatildeo 2 foram elaborados os

modelos apresentados na Equaccedilatildeo 216 que relaciona o IGG com a idade e na Equaccedilatildeo 217

com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEIGG 0159120 (Equaccedilatildeo 216)

Rsup2 = 052

2125 1001100276478 NANAIGG (Equaccedilatildeo 217)

Rsup2 = 061

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

TRI = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

IDADE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo

(anos) e

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

Destaca-se nos modelos desenvolvidos por Marcon a praticidade das equaccedilotildees

estando os paracircmetros relacionados somente agrave idade ou ao nuacutemero equivalente mas esta

condiccedilatildeo soacute eacute vaacutelida para gerecircncia em niacutevel de rede e porque a maioria dos pavimentos tinha

estrutura parecida

49

2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio

Basiacutelio (2002) desenvolveu linhas de tendecircncia de desempenho para rodovias do

Estado de Goiaacutes As linhas de tendecircncia foram propostas para dois tipos de revestimento

Tratamento superficial duplo (TSD) e concreto asfaacuteltico (CBUQ) Esta revisatildeo focaraacute apenas

nos resultados obtidos por Basiacutelio (2002) para pavimentos revestidos com CBUQ ou CA jaacute

que no presente trabalho os estudos foram desenvolvidos em trechos com este tipo de

revestimento

Segundo Basiacutelio (2002) os dados obtidos no ano de 2000 pela Agecircncia Goiana de

Transportes e Obras Puacuteblicas (AGETOP 2000) mostram que apenas 114 da malha

rodoviaacuteria pavimentada no estado de Goiaacutes eram pavimentadas com CA Para as camadas de

base e de sub-base foram geralmente utilizados cascalho lateriacutetico pois se tratar de um

material amplamente distribuiacutedo pelo territoacuterio goiano e que apresenta boa capacidade de

suporte com valores de CBR variando mais frequentemente entre 40 e 70

Assim como nos trechos estudados nesta pesquisa Basiacutelio (2002) informou que a

grande maioria dos veiacuteculos que utilizam os trechos monitorados em seu trabalho eacute composta

por veiacuteculos de passeio aproximadamente 73 Os trechos estudados pelo autor

apresentaram espessuras caracteriacutesticas de camadas de solo bem semelhantes as encontradas

neste estudo sendo as camadas de base geralmente de 17cm e 18cm para camadas de sub-

base embora as camadas de revestimento tivessem espessuras de 25cm bem inferiores as

camada encontradas neste trabalho

Foram desenvolvidas por Basiacutelio (2002) linhas de tendecircncia para deflexatildeo (Equaccedilatildeo

218) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 219) afundamento de trilha de roda (Equaccedilatildeo

220) e trincamento (Equaccedilatildeo 221) para os trechos monitorados que apresentaram camadas

de revestimentos compostas por CBUQ

60257109107 7213 NANADEFM (Equaccedilatildeo 218)

Rsup2 = 061

74137102103 6213 NANAQI (Equaccedilatildeo 219)

Rsup2 = 061

50

98141106 7 NAATR (Equaccedilatildeo 220)

Rsup2 = 066

69820101 5 NATRI (Equaccedilatildeo 221)

Rsup2 = 081

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

ATR = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

TRI = porcentagem da aacuterea trincada

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba

Com dados obtidos da malha rodoviaacuteria do Estado do Paranaacute Yshiba (2003) elaborou

modelos estatiacutesticos de deflexatildeo e irregularidade longitudinal para pavimentos originais e

restaurados Tal trabalho teve como base dados histoacutericos da avaliaccedilatildeo funcional e estrutural

das condiccedilotildees da malha rodoviaacuteria neste estado entre os anos de 1995 e 1998

Os pavimentos estudados na pesquisa de Yshiba (2003) eram constituidos de

revestimento em concreto asfaacuteltico com espessuras entre 3 e 10cm base em brita graduada

com espessuras entre 10 e 20cm e sub-base granular com espessuras entre 10 e 30cm sendo

que a regiatildeo do estudo apresenta formaccedilatildeo geoloacutegica de derrame basaacuteltico correspondendo a

42 da aacuterea total do Estado do Paranaacute Para pavimentos com revestimento original foram

obtidos os modelos apresentados na Equaccedilatildeo 222 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 223 para

irregularidade longitudinal

)()(811)(754)(254)(78056 SPIPSPNPIPDEF (Equaccedilatildeo 222)

Rsup2 = 062

51

)()(080)()(090

)(160)(310)(38082

SPIPNPIP

SPNPIPIRI

(Equaccedilatildeo 223)

Rsup2 = 075

Onde DEF = deflexatildeo determinada com a Viga Benkelman (102mm)

IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (m km)

8

13)(

IIP sendo I a idade em anos do revestimento

5

4

10

105)(

NNP

sendo N o nuacutemero de solicitaccedilotildees de traacutefego e

2

55)(

SSP

sendo S o nuacutemero estrutural corrigido

Para pavimentos restaurados por sua vez foram desenvolvidos os modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 224 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 225 para irregularidade

longitudinal

)()(441)(72)(813)(22247 SPNPPSNPIPDEF (Equaccedilatildeo 224)

Rsup2 = 083

)(140)(220)(120372 SPNPIPIRI (Equaccedilatildeo 225)

Rsup2 = 081

Onde as siglas tecircm os mesmos significados anteriores

2326 Modelos desenvolvidos por Benevides

Benevides (2006) elaborou modelos de irregularidade longitudinal com dados de

perfilocircmetro a laser de 72 trechos da malha rodoviaacuteria da regiatildeo Metropolitana de Fortaleza

no Estado do Cearaacute

52

Os 72 trechos escolhidos por Benevides (2006) para realizaccedilatildeo de seu estudo

perfizeram um total de 493946 km de rodovias sendo 42 trechos com revestimento em

Concreto Betuminoso Usinado a Quente - CBUQ perfazendo uma extensatildeo de 235466km

81240 km em Areia Asfalto Usinado a Quente - AAUQ sendo dividida em 10 trechos

monitorados e outros 20 trechos em Tratamento Superficial Duplo ndash TSD com um total de

177240 km O autor mostra ainda em seu trabalho que o volume diaacuterio meacutedio de veiacuteculos nos

trechos em TSD variou entre 4686 e 645 veiacuteculos por dia entre 6430 e 251 veiacuteculos por dia

nos trechos com AAUQ e entre 50062 e 2254 veiacuteculos por dia nos trechos com CBUQ

O autor correlacionou os dados de IRI com o Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento

deflexatildeo nuacutemero estrutural e porcentagem de trincamento As equaccedilotildees que representam tais

modelos satildeo as Equaccedilotildees 226 e 227

63615006410021101410 TFDEFPCIIRI (Equaccedilatildeo 226)

Rsup2 = 086

8441010050081203038 TFNECPCIIRI (Equaccedilatildeo 227)

Rsup2 = 093

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

PCI = Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento ()

DEF = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

NEC = nuacutemero estrutural corrigido obtido por correlaccedilatildeo com a deflexatildeo

determinada com FWD e

TF = porcentagem padratildeo do defeito Trinca por Fadiga ()

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque

Com o objetivo de propor a estruturaccedilatildeo necessaacuteria de um SGP apropriado aos

Estados do Nordeste brasileiro Albuquerque (2007) realizou um denso estudo em sua tese de

doutorado no qual desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho a partir de levantamentos

ocorridos nos Estados da Paraiacuteba e Cearaacute Albuquerque (2007) fez uso de ferramentas

53

estatiacutesticas na elaboraccedilatildeo dos modelos de desempenho Foram desenvolvidos modelos para

revestimentos em mistura asfaacuteltica e tratamento superficial Nesta revisatildeo satildeo apresentados os

elaborados para misturas asfaacutelticas

Para o Estado da Paraiacuteba Albuquerque (2007) teve como objetivo o estudo da malha

rodoviaacuteria estadual sendo que 4318 desta malha eram pavimentadas com pista simples

Albuquerque (2007) obteve no Sistema de Informaccedilotildees Geograacuteficas Aplicado ao

Planejamento Rodoviaacuterio (SIGA do DER-PB) os seguintes dados de 2006 para realizaccedilatildeo do

estudo de sua tese

Contagem classificatoacuteria de traacutefego entre os anos de 1981 e 2002

Ano da ultima intervenccedilatildeo

Tipos e espessuras de camadas de pavimentos

ISC de camadas granulares e subleito

Levantamentos deflectomeacutetricos

IGG

Raio de curvatura entre os anos de 1990 e 1994

Com estes dados o autor citado desenvolveu modelos de previsatildeo de deflexatildeo

(Equaccedilatildeo 228) e de iacutendice de gravidade global (Equaccedilatildeo 229)

)2990095009207473e NSC(

VBD (Equaccedilatildeo 228)

Rsup2 = 091

)460551530313e747 NSC(IGG (Equaccedilatildeo 229)

Rsup2 = 088

Onde DVB = deflexatildeo determinada com Viga Benkelman (102mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

O objetivo de Albuquerque (2007) no estudo realizado no Estado do Cearaacute tambeacutem

foi verificar apenas as rodovias estaduais sendo que este estado apresentava 1085320km de

54

rodovias estaduais e deste total 3897 eram rodovias pavimentadas A Figura 28 apresenta

toda a malha rodoviaacuteria do Cearaacute no ano de 2006

Atraveacutes do Sistema Integrado de Gestatildeo e Manutenccedilatildeo (SIGMA) disponibilizados

pelos DERT-CE Albuquerque (2007) conseguiu a contagem classificatoacuteria dos veiacuteculos nos

anos de 1994 1997 2000 2004 Cadastro com datas de intervenccedilatildeo espessura e tipo de

materiais utilizados Levantamentos deflectomeacutetricos com FWD nos anos de 1998 2002 e

2005 Levantamentos de Irregularidade do pavimento com integrador tipo resposta (IPRUSP)

em 2001 e 2005 e levantamento visual

Com a obtenccedilatildeo destes dados o autor desenvolveu modelos de previsatildeo de

desempenho para deflexatildeo (Equaccedilatildeo 230) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 231) e

iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento (Equaccedilatildeo 232)

)08880326500601067833e NSC(

FWDD (Equaccedilatildeo 230)

Rsup2 = 084

)0046000230001101775e35173 NSC(IRI (Equaccedilatildeo 231)

Rsup2 = 079

NSCPCR 6145314371 (Equaccedilatildeo 232)

Rsup2 = 089

Onde DFWD = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

PCR = iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

A descriccedilatildeo dos paracircmetros representativos das condiccedilotildees climaacuteticas (C) do nuacutemero

estrutural (S) e do nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees (N) eacute encontrada no trabalho de

Albuquerque (2007)

55

2328 Modelo desenvolvido por Lerch

Lerch (2003) desenvolveu modelo de avaliaccedilatildeo da reduccedilatildeo da irregularidade

longitudinal apoacutes aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo em nove trechos de rodovias do Estado do

Rio Grande do Sul Foram monitorados aproximadamente 265km com registros de

irregularidade antes e apoacutes o recapeamento das rodovias Os valores obtidos foram

comparados com valores previstos pelos modelos lineares e bilineares propostos pelo

programa HDM-4 do Banco Mundial

Os dados utilizados por Lerch (2003) foram coletados pela Coordenadoria de

Programas Especiais (CPROESP) e pela Unidade de Normas e Pesquisas (UNP) sendo

cedidos estes dados pelo Departamento Autocircnomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do

Sul (DAER-RS) No CPROESP foi coletado dados histoacutericos dos pavimentos condiccedilotildees

estruturais e funcionais de rodovias localizadas na metade norte do RS bem como as

condiccedilotildees superficiais e da classificaccedilatildeo tanto qualitativa como quantitativa do traacutefego

Jaacute na UNP foram coletados dados das condiccedilotildees superficiais dos pavimentos

principalmente quanto agrave irregularidade longitudinal apoacutes a execuccedilatildeo das obras de manutenccedilatildeo

dos trechos A Tabela 23 apresenta algumas caracteriacutesticas dos trechos estudados pelo autor

citado

Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Continua

56

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Fonte Lerch (2003)

Pelo fato de Lerch (2003) ter utilizado o programa HDM-4 foi necessaacuterio dividir os

trechos em segmentos Foram estabelecidas 14 redes de segmentos homogecircneos contendo

todas as seccedilotildees de mesmas caracteriacutesticas iniciais (antes da manutenccedilatildeo) e finais (mesma

espessura de recapeamento) como pode ser observado na Tabela 24

Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003)

REDE TIPO DE BASEMATERIAL DO

REVESTIMENTO ANTERIORRESTAURACcedilAtildeO EMPREGADA

1 Recape de 30cm de CBUQ

2 Recape de 40cm de CBUQ

3 Recape de 50cm de CBUQ

4 Recape de 60cm de CBUQ

5 Recape de 80cm de CBUQ

6Reperfilagem de 20cm + Recape

de 40cm de CBUQ

7 Recape de 30cm de CBUQ

8 Recape de 40cm de CBUQ

9 Recape de 60cm de CBUQ

10 Recape de 40cm de CBUQ

11 Recape de 60cm de CBUQ

12Reperfilagem de 20cm + Recape

de 50cm de CBUQ

13Reperfilagem de 20cm + Recape

de 60cm de CBUQ

14 Estabilizada Tratamento Superficial Duplo Recape de 40cm de CBUQ

Granular

Tratamento Superficial Duplo

Concreto Betuminoso Usinado a

Quente (CBUQ)

Preacute Misturado a Frio (PMF)

Fonte Lerch (2003)

57

Das 14 redes estudadas por Lerch (2003) apenas 5 natildeo necessitaram de ajustes nos

paracircmetros das equaccedilotildees de previsatildeo de desempenho do programa HDM-4 Isso ocorreu

devido o fato de que o modelo linear ou o bilinear previam valores proacuteximos aos medidos as

demais redes sofreram algum tipo de ajuste nos paracircmetros das suas equaccedilotildees Com o auxilio

do software ESTATISTICA o autor obteve o modelo de regressatildeo linear muacuteltipla que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 233

173870310 antesIRIESPIRI (Equaccedilatildeo 233)

Rsup2 = 097

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal com a

aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo (mkm)

ESP = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes do reforccedilo (mkm)

2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara

Nakahara (2005) realizou um estudo experimental sobre o desempenho de reforccedilos de

pavimentos asfaacutelticos executados na Avenida Bandeirantes via urbana com elevado volume

de traacutefego comercial pesado localizada no municiacutepio de Satildeo Paulo Nos dados histoacutericos da

construccedilatildeo da Avenida Bandeirantes o autor verificou que o iniacutecio das obras nesta avenida foi

em dezembro de 1969 com a realizaccedilatildeo de 33 furos de sondagem e foi observado que a

maioria destes furos mostrou a presenccedila de argila orgacircnica na regiatildeo da avenida

Nos furos onde os solos apresentaram capacidade de suporte acima de CBR=10 o

sub leito destes locais foi aproveitado como camada de sub-base apoacutes a escarificaccedilatildeo e a

compactaccedilatildeo na espessura de 20cm Nos trechos onde houve necessidade de substituiccedilatildeo do

solo o material importado foi retirado de uma jazida e teve sua classificaccedilatildeo como uma argila

arenosa do Tipo A-6 com Limites de Liquidez de 312 Iacutendice de Plasticidade de 11 e ISC

de 11 Posteriormente foi dimensionado o pavimento da Avenida Bandeirante sendo que as

espessuras meacutedias obtidas para cada camada estatildeo apresentadas na Figura 28

58

Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004

Fonte Nakahara (2005)

Segundo Nakahara (2005) em 1978 a Prefeitura Municipal de Satildeo Paulo realizou obras

de recapeamento asfaacuteltico em toda a extensatildeo da avenida poreacutem natildeo foi mencionado no

trabalho as espessuras colocadas no trecho Em 1991 e 1992 a Avenida Bandeirantes passou

por uma nova intervenccedilatildeo onde foi realizada a fresagem e a construccedilatildeo de camadas de

reforccedilo e a reconstruccedilatildeo da camada de base de alguns trechos Jaacute no ano de 1995 a avenida

passou por um processo de manutenccedilatildeo corretiva com a execuccedilatildeo de remendos superficiais

em defeitos isolados (tapa buracos)

Nos anos de 2002 e 2003 a Avenida Bandeirantes passou novamente por um processo

de restauraccedilatildeo uma vez que esta estava bastante deteriorada e contava com um volume diaacuterio

meacutedio de caminhotildees de 10810 no sentido Rodovia dos Imigrantes e 8338 no sentido

Marginal Pinheiros Para a realizaccedilatildeo das intervenccedilotildees a avenida foi dividida em 2 trechos

sendo que no Trecho 1 foram realizadas apenas correccedilotildees superficiais e construccedilatildeo de

camadas de reforccedilo no Trecho 2 aleacutem das medidas corretivas foram realizadas reconstruccedilatildeo

da camada de base ou do pavimento em alguns trechos na faixa da direita na pista em sentido

Marginal Pinheiro (NAKAHARA 2005)

O autor comenta ainda que antes da restauraccedilatildeo os pavimentos dos trechos foram

fresados ateacute profundidades iguais agraves espessuras de reforccedilo que no sentido Rodovia dos

Imigrantes variaram de 5 a 20 cm no Trecho 1 e variaram de 5 a 22 cm no Trecho 2 Jaacute no

sentido Marginal Pinheiro as espessuras de reforccedilo foram de 5 cm no Trecho 1 e variaram de

5 a 15 cm no trecho 2

59

Para o desenvolvimento da pesquisa foram monitorados os pavimentos durante quatro

anos desde a mais recente restauraccedilatildeo executada na eacutepoca Para a irregularidade obteve-se

modelo para a variaccedilatildeo da irregularidade apoacutes a restauraccedilatildeo (Equaccedilatildeo 234) e para a evoluccedilatildeo

da irregularidade (Equaccedilotildees 235 236 e 237)

antesref IRIhIRI 862010203832 (Equaccedilatildeo 234)

Rsup2 = 090

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

com a aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo

href = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes da aplicaccedilatildeo do reforccedilo

(mkm)

NDREFIRI

910800708604970

1

(Equaccedilatildeo 235)

idadeREFIRI

e10290903104860

13

(Equaccedilatildeo 236)

AA NNDREFIRI

ln012010570107606750

18

(Equaccedilatildeo 237)

Onde IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

REF = variaacutevel indicadora da espessura de reforccedilo (-1 se href lt10cm ou 0 se href

ge10cm)

D = deflexatildeo medida com o FWD (mm)

N = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

do DNER em eixos-padratildeodia

idade = idade do pavimento desde a restauraccedilatildeo (anos)

NA = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

da AASHTO em eixos-padratildeodia

60

Tambeacutem foram desenvolvidos por Nakahara (2005) modelos de previsatildeo de

desempenho para o iniacutecio e evoluccedilatildeo do trincamento

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello

Vitorello (2008) baseado em um estudo experimental na BR-290RS para segmentos

construiacutedos entre os anos 2000 e 2007 (a estrutura contempla 8cm de revestimento asfaacuteltico

15cm de base 30cm de sub-base e 60cm de camada de reforccedilo) desenvolveu tendecircncias de

comportamento do pavimento (Equaccedilotildees 238 a 240) as mesmas foram comparadas aos

modelos de previsatildeo de desempenho desenvolvidos em outras pesquisas Para a irregularidade

e o afundamento de trilha de roda as tendecircncias apresentadas neste estudo comportaram-se

significativamente semelhantes as de outros modelos Por outro lado para a tendecircncia

referente agraves deflexotildees nenhum dos modelos desenvolvidos em estudos anteriores apresentou

comportamento similar ao encontrado na pesquisa evidenciando a importacircncia do

desenvolvimento de modelos particulares para cada rodovia e estrutura

acumNDEF 6518747 (Equaccedilatildeo 238)

Rsup2 = 046

iNQI acum 8158203519 (Equaccedilatildeo 239)

Rsup2 = 051

acumNATR 560362 (Equaccedilatildeo 240)

Rsup2 = 050

Onde DEF = deflexatildeo maacutexima (102mm)

Nacum= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da AASHTO

QI = Coeficiente de irregularidade longitudinal do pavimento (contagemkm)

ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

i = 0 segmento sem intervenccedilatildeo e i = 1 segmento com intervenccedilatildeo

61

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves

Gonccedilalves (2002) desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho para afundamento

em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada Sua pesquisa foi desenvolvida atraveacutes da

construccedilatildeo de duas pistas experimentais que foram submetidas a ensaios acelerados com o

simulador linear de traacutefego da UFRGS tendo espessuras de 50 cm de reforccedilo do subleito em

argila 15 cm de base em Brita Graduada Simples e 4 cm de revestimento sendo uma com

ligante modificado com poliacutemero e outra com CAP-20

Os modelos encontrados para a estrutura que continha revestimento asfaacuteltico com

ligante modificado com poliacutemero estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 241 e 242 para

afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada respectivamente

(Equaccedilatildeo 241)

Rsup2 = 098

(Equaccedilatildeo 242)

Rsup2 = 096

Jaacute para o trecho com revestimento realizado com ligante convencional CAP-20

Gonccedilalves (2002) encontrou os modelos mostrados nas Equaccedilotildees 443 e 444 respectivamente

para afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada

(Equaccedilatildeo 243)

Rsup2 = 097

(Equaccedilatildeo 244)

Rsup2 = 099

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

TRI = Porcentagem de Aacuterea Trincada

Nacum= nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

496300177048870 NATRSBS

1926151011 NTRI SBS

974704

20 10321

NTRI CAP

37110

20 117010310

NxATRCAP

62

23212 Modelos desenvolvidos por Franco

Franco (2007) em sua tese de doutorado compilou o banco de dados existente na

UFRJ de ensaios de carga repetida agrave tensatildeo controlada realizados no laboratoacuterio de

pavimentaccedilatildeo da COPPE e de outros publicados em diversos trabalhos teacutecnicos e cientiacuteficos

para obter os modelos de previsatildeo de fadiga das misturas asfaacutelticas Foram analisados pelo

autor os resultados de 536 ensaios em misturas asfaacutelticas com ligantes tradicionais 51 ensaios

em misturas com ligantes modificados por poliacutemero do tipo SBS ou EVA e 88 ensaios de

misturas com asfalto borracha

Os dados consultados por Franco (2007) foram as dimensotildees do corpo de prova o

percentual de niacutevel de tensatildeo aplicada a carga aplicada (kgf) a pressatildeo aplicada (kgfcmsup2) a

deformaccedilatildeo especiacutefica resiliente a diferenccedila de tensotildees (MPa) o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga o moacutedulo de resiliecircncia meacutedio (MPa) e a Tensatildeo de traccedilatildeo estaacutetica maacutexima (MPa)

Com estes dados foram apresentados dois modelos relacionando a tensatildeo de traccedilatildeo na

camada asfaacuteltica e o desempenho agrave fadiga A Equaccedilatildeo 245 eacute aplicaacutevel a misturas

convencionais a Equaccedilatildeo 246 a ligantes modificados com SBS ou EVA e a Equaccedilatildeo 247

para ligantes asfalto borracha

(Equaccedilatildeo 245)

Rsup2 = 0805

(Equaccedilatildeo 246)

Rsup2 = 0813

(Equaccedilatildeo 247)

Rsup2 = 0676

Onde N= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da USACE

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (MPa)

7408212

6 11109041

MrfclN

t

49317983

7 11104554

MrfclN

t

91811033

3 1110267

MrfclN

t

63

fcl = fator campo laboratoacuterio para aplicaccedilatildeo praacutetica Franco (2007) recomenda o

valor de 10000 advindo das pesquisas de Pinto (1991)

23213 Modelos da Shell Oil

O modelo de fadiga que atualmente eacute conhecido como modelo da Shell foi

desenvolvido por Shook et al (1982 apud HUANG 1993) Os dados utilizados pelo autor

para o desenvolvimento do modelo foram obtidos de ensaios de flexatildeo repetida de vigotas a

deformaccedilatildeo controlada Como o modelo eacute parte de um meacutetodo de dimensionamento acredita-

se que esteja calibrado para as condiccedilotildees especiacuteficas do meacutetodo da Shell (FRANCO 2004)

Do modelo originalmente desenvolvido em 1978 os autores substituiacuteram o moacutedulo de

rigidez pelo moacutedulo dinacircmico e eliminaram o paracircmetro teor de asfalto como variaacutevel de

entrada generalizando ainda mais a forma do modelo As alteraccedilotildees resultaram na Equaccedilatildeo

248

(Equaccedilatildeo 248)

Onde N = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

E = Moacutedulo dinacircmico (psi)

Para o caso da deformaccedilatildeo permanente no subleito a Shell Oil apresenta dois modelos

com confiabilidade de 85 e 95 conforme Equaccedilotildees 249 e 250 respectivamente

(Equaccedilatildeo 249)

(Equaccedilatildeo 250)

Onde v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

3632671506850

EN t

2502 )(1012 fv N

2102 )(1091 fv N

64

Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

23214 Modelo desenvolvido por Pinto

Pinto (1991) sugeriu um modelo baseado em 82 ensaios de fadiga agrave tensatildeo controlada

de seis misturas asfaacutelticas O meacutetodo de ensaio utilizado foi o de compressatildeo diametral com

aplicaccedilatildeo de 60 pulsos de carga por minuto e 014 segundos de duraccedilatildeo da aplicaccedilatildeo da carga

repetida

O modelo desenvolvido por Pinto (1991) que fornece o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga necessaacuterio para a ruptura do corpo-de-prova estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 251

(Equaccedilatildeo 251)

Rsup2 = 0676

Onde Nacum= vida de fadiga em laboratoacuterio

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (kgfcm2)

Pinto (1991) realizou a calibraccedilatildeo do seu modelo com base em observaccedilotildees e anaacutelises

do comportamento no campo de trechos da rodovia BR-101 definindo curvas para estimar os

valores miacutenimos e maacuteximos do fator campo - laboratoacuterio para o seu modelo associados agrave

deformaccedilatildeo especiacutefica inicial e agraves diferenccedilas de tensotildees no revestimento dos trechos da

rodovia analisados Atualmente diversos oacutergatildeos e institutos de pesquisa vecircm utilizando o

coeficiente fcl igual a 10000 como fator campolaboratoacuterio para esse modelo que

corresponde a cerca de 20 da aacuterea trincada do pavimento a uma temperatura de 54ordmC

23215 Modelos do Asphalt Institute

0330652

9 1110079

MrN

t

65

O modelo apresentado na Equaccedilatildeo 252 faz parte do manual de dimensionamento de

pavimentos de rodovias e ruas do Instituto do Asfalto dos Estados Unidos ndash MS-1 de 1969 e

reeditado pela nona vez em 1991

854029133 ||)(103254418 ECN tf (Equaccedilatildeo 252)

Onde C= 10M

Onde asfV = o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV = o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

= o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E = moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica (psi)

Este modelo de fadiga foi desenvolvido a partir de um conjunto de dados obtidos de

ensaios de laboratoacuterio realizados agrave tensatildeo controlada em flexatildeo repetida e calibrada com

dados de seccedilotildees selecionadas da AASHTO Road Test O fator 184 na equaccedilatildeo pode ser

entendido como fator de calibraccedilatildeo campo-laboratoacuterio que permite estimar o nuacutemero miacutenimo

de repeticcedilotildees de carga de eixo simples equivalente de 80kN para que o pavimento acumule

um dano equivalente a uma aacuterea trincada por fadiga de pelo menos 20 em relaccedilatildeo agrave aacuterea

total (Asphalt Institute 1994)

Ainda o Asphalt Institute apresenta um modelo para deformaccedilatildeo permanente do

subleito (Equaccedilatildeo 253)

(Equaccedilatildeo 253)

Onde Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

690844

asfar

asf

VV

VM

474

9 1103651

v

fN

66

23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG)

Um modelo baseado no modelo do Instituto do Asfalto eacute o utilizado no Guia de

Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) poreacutem este modelo eacute apresentado com uma nova

calibraccedilatildeo determinada por otimizaccedilatildeo numeacuterica e por outros modos de comparaccedilatildeo de dados

Tal modelo leva em consideraccedilatildeo a espessura da camada de revestimento o que natildeo eacute

observado nos demais modelos admitindo que a espessura influencia no mecanismo de

ruptura por fadiga do revestimento O modelo tem o formato apresentado nas Equaccedilotildees 254 e

255

2811

94923

1

11004320

ECkN

t

f

(Equaccedilatildeo 254)

Onde MC 10

690844

asfar

asf

VV

VM

(Equaccedilatildeo 255)

Onde asfV eacute o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV eacute o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

eacute o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t eacute a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E

eacute o moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica em psi

O paracircmetro

1k foi inserido no modelo para prever uma correccedilatildeo no dano de fadiga

devido ao efeito da espessura da camada asfaacuteltica O paracircmetro

1k pode ser obtido por meio

das Equaccedilotildees 256 e 257 dependendo se o tipo de fadiga ocorre da base da camada para o

topo ou do topo para a base (trincamento longitudinal) respectivamente

Para o trincamento da base para o topo

67

)4930211(

1

1

00360200003980

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 256)

Para o trincamento do topo para a base

)7357554430(

1

1

8442900010

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 257)

Onde hac = eacute a espessura total da camada asfaacuteltica

As duas previsotildees satildeo realizadas concomitantemente desde que ocorram tensotildees de

traccedilatildeo nos pontos criacuteticos no periacuteodo de anaacutelise para o carregamento selecionado

O Guia de Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) ainda desenvolveu modelos que

estimam a aacuterea trincada a partir do dano de fadiga calculado As funccedilotildees de transferecircncia

como os modelos foram chamados estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 258 e 259

Para o trincamento da base para o topo

60

1

1

6000)100(log 10

2

1 DCCbottom

eFC (Equaccedilatildeo 258)

Onde bottomFC = o trincamento da base para o topo

D = eacute o dano da fadiga da base para o topo

2

1 2 CC 8562

2 )1(408742 hacC

Para o trincamento do topo para a base

)5610(

1

1000)100(log4182 10

Dbottome

FC (Equaccedilatildeo 259)

Onde FCbottom = o trincamento do topo para a base ftmiles

D = eacute o dano da fadiga do topo para a base

68

A calibraccedilatildeo dos modelos de fadiga foi realizada com base em informaccedilotildees e dados de

observaccedilatildeo ao longo do tempo de 82 trechos experimentais localizados em 24 estados

americanos e canadenses A maioria dos trechos avaliados pertence ao programa LTPP (Long

Term Pavement Performance) de instrumentaccedilatildeo e acompanhamento de diversas seccedilotildees de

rodovias americanas que produz um banco de dados bastante amplo de informaccedilotildees sobre as

propriedades e desempenho dos pavimentos (FRANCO 2007)

23217 Modelo da FHWA

Ainda para a fadiga do revestimento pode-se utilizar o modelo do FHWA (2006)

desenvolvido a partir de dados obtidos nas pistas experimentais da AASHO Road Test O

modelo de previsatildeo estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 260

(Equaccedilatildeo 260)

Onde N= vida de fadiga em termos de NAASHTO

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs

Trichecircs (1993) em seu doutoramento estudou a influecircncia do consumo de cimento da

granulometria do tempo de cura e da energia de compactaccedilatildeo no desempenho de CCR

(Concreto Compactado com Rolo) O autor buscou contemplar a utilizaccedilatildeo do CCR em duas

estruturas baacutesicas Camadas de baserevestimento e camadas de base revestida com Concreto

Betuminoso Usinado a Quente

Durante a realizaccedilatildeo de seus ensaios Trichecircs (1993) verificou que a partir do inicio da

realizaccedilatildeo dos ensaios ateacute atingir 10 da vida de fadiga havia um acreacutescimo acelerado de

5123

6 1100921

t

N

69

deformaccedilotildees no corpo de prova que poderia ser devido agrave acomodaccedilatildeo do CP no dispositivo

de aplicaccedilatildeo de carga ou devido a energia consumida na reativaccedilatildeo de fissuras preacute-existente

A partir dos 10 e ateacute atingir de 50 a 70 da vida de fadiga a energia de cada ciclo se

mantinha quase constante com uma pequena taxa de crescimento nas deformaccedilotildees

O autor menciona ainda que acima de 50 a 70 da vida de fadiga jaacute consumida era

possiacutevel observar novamente uma aceleraccedilatildeo na taxa de crescimento das deformaccedilotildees no

corpo de prova Nos ensaios em que era realizado o acompanhamento do crescimento de

trincas era a partir deste momento que as trincas iniciavam sua propagaccedilatildeo Este

comportamento indica que o dano unitaacuterio por fadiga natildeo eacute linear

A partir destes dados o autor desenvolveu modelos de fadiga para CCR com

consumos de cimento de 120kgm3 e 200kgm

3 apresentados nas Equaccedilotildees 261 e 262

respectivamente

(Equaccedilatildeo 261)

(Equaccedilatildeo 262)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23219 Modelo desenvolvido por Balbo

Balbo (1993) desenvolveu com materiais do estado de Satildeo Paulo uma pesquisa

laboratorial que definiu os paracircmetros elaacutesticos e resistentes de uma mistura de Brita

Graduada Tratada com Comento (BGTC) A mistura realizada pelo autor foi feita com uma

curva granulomeacutetrica na faixa B da especificaccedilatildeo de materiais para BGTC projetada pela

ABNT (1990) e com teor de cimento de 4 em relaccedilatildeo ao peso total de agregados mantido

constante para todos os corpos de prova

O autor obteve o teor de umidade das misturas atraveacutes da preparaccedilatildeo de algumas

misturas variando a quantidade de aacutegua com isso verificou a umidade oacutetima por meio de

compactaccedilatildeo na energia intermediaacuteria Para a fabricaccedilatildeo dos corpos de prova foi realizado

RTN 0741591114log10

RTN 5181331014log10

70

compactaccedilatildeo na energia modificada que segundo o autor era indicado como padratildeo para o

material

Apoacutes as moldagens os corpos de prova eram mantidos nos moldes ciliacutendricos

tampados por sete dias para cura da BGTC posteriormente eram desmoldados e mantidos em

compartimento fechado no laboratoacuterio com umidade relativa do ar e temperatura controlada

de 60 e 21ordmC respectivamente Posteriormente realizou ensaios de moacutedulo de elasticidade

resistecircncia agrave compressatildeo resistecircncia agrave traccedilatildeo e fadiga por solicitaccedilotildees agrave traccedilatildeo Para BGTC o

modelo de fadiga encontrado por Balbo (1993) esta apresentado na Equaccedilatildeo 263

(Equaccedilatildeo 263)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23220 Modelo desenvolvido por Rossato

Rossato (2015) utilizou materiais da Avenida Heacutelvio Basso que fez parte deste estudo

como um dos trechos monitorados para desenvolver um modelo de previsatildeo de vida de fadiga

em laboratoacuterio O autor coletou agregado e ligante asfaacuteltico utilizado na mistura asfaacuteltica

colocada na pista e avaliou o fenocircmeno de fadiga e das propriedades elaacutesticas da mistura em

diferentes temperaturas Aleacutem disso o autor utilizou ligante asfaacuteltico modificado com

poliacutemero do tipo SBS com propriedades superiores ao utilizado na pista para realizar um

comparativo da melhoria que ocorre na mistura quando utilizado outro ligante com

propriedades melhores

Durante seu estudo Rossato (2015) avaliou o desempenho da mistura asfaacuteltica nas

temperaturas de 10ordmC 25ordmC e 35ordmC com misturas moldadas em laboratoacuterio seguindo as

caracteriacutesticas de campo com uma pequena alteraccedilatildeo no teor de ligante da mistura descrita no

projeto devido a dosagem realizada no laboratoacuterio que encontrou um teor ideal de 69 de

ligante na mistura Este teor foi o mesmo utilizado para realizaccedilatildeo de alguns ensaios

necessaacuterios para caracterizaccedilatildeo da mistura no presente trabalho

RTN 6081613717log10

71

Ao realizar o ensaio para encontrar a vida de fadiga da mistura em laboratoacuterio que foi

moldada com um ligante 5070 convencional o autor encontrou o modelo apresentado na

Equaccedilatildeo 264

0752514110 103192 MRxN tf

(Equaccedilatildeo 264)

Rsup2 = 071

Onde Nf = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

MR = Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa)

Contudo os modelos apresentados na revisatildeo bibliograacutefica expressatildeo de forma

adequada as caracteriacutesticas e expectativas esperadas no desempenho dos pavimentos

estudados por cada autor Os modelos apresentados pela literatura estudada obtidos a partir

de dados de trechos monitorados mostrou que com um banco de dados amplo eacute possiacutevel o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho que mostram de forma adequada o

que poderaacute acontecer com os pavimentos a medida que os mesmos satildeo solicitados desde que

obedeccedilam as caracteriacutesticas de materiais clima e tipo de construccedilatildeo de cada pavimento

Jaacute para os modelos estudados em laboratoacuterio verifica-se que os mesmos representam

adequadamente o que se espera de cada material empregado em campo da mesma forma que

os modelos encontrados em trechos monitorados Poreacutem os modelos obtidos em laboratoacuterio

necessitam de um fator campolaboratoacuterio que relacione os valores obtidos no laboratoacuterio

com os valores obtidos em campo conseguindo assim mostrar a expectativa de durabilidade

de um material quando empregado em campo

3 METODOLOGIA

Neste capitulo seraacute mostrado todo o processo de metodologia empregado no

desenvolvimento do trabalho desde a localizaccedilatildeo dos trecircs trechos monitorados a parte de

coleta de materiais empregados em cada uma das camadas caracterizaccedilatildeo destes materiais

acompanhamento na construccedilatildeo das camadas e monitoramento dos trechos atraveacutes de ensaios

perioacutedicos

Foram realizadas contagem quantitativa e classificatoacuteria do traacutefego que solicitou cada

um dos trechos monitorados avaliaccedilotildees funcionais com ensaios de Macrotextura

Microtextura International Friction Index (IFI) e International Roughness Index (IRI) Aleacutem

disso foram realizadas as avaliaccedilotildees estruturais com ensaios de Afundamento em Trilha de

Roda (ATR) levantamento visual de defeitos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman e

Falling Weight Deflectometer (FWD) Para cada um destes paracircmetros encontrou-se modelos

de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do numero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

31 PLANEJAMENTO

Esta pesquisa consiste na implantaccedilatildeo e monitoramento de trechos experimentais

dentro do qual a UFSM eacute parceira da REDE TEMAacuteTICA DO ASFALTO da PETROBRAS

para determinaccedilatildeo e calibraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho que daratildeo margem a

elaboraccedilatildeo de um meacutetodo de dimensionamento de pavimentos asfaacutelticos adaptado agraves

diferentes condiccedilotildees climaacuteticas geoloacutegicas e de traacutefego do Brasil

Para tanto acompanhou-se a efetiva implantaccedilatildeo de trecircs trechos experimentais com

seu subsequente monitoramento A avaliaccedilatildeo nas diferentes etapas preacute-execuccedilatildeo execuccedilatildeo e

poacutes-execuccedilatildeo (apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego) foram sendo realizadas conforme indicaccedilotildees da

Rede Temaacutetica de Asfalto (2012) no Manual de Execuccedilatildeo de Trechos Monitorados

Buscou-se estudar algumas variaacuteveis relevantes na pesquisa como tipos de estruturas

diferentes materiais empregados nos trechos de locais diferentes bem como o tipo de

intervenccedilatildeo realizada em cada trecho (um trecho de restauraccedilatildeo e dois trechos de implantaccedilatildeo

de uma estrutura nova) Na Figura 31 eacute apresentado o fluxograma da metodologia da

pesquisa

74

Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa

32 TRECHOS MONITORADOS

Os trecircs trechos monitorados encontram-se na regiatildeo central do estado do Rio Grande

do Sul no municiacutepio de Santa Maria como pode ser visto nas Figuras 32 e 33 O municiacutepio

localiza-se a uma altitude meacutedia de 113 metros acima do niacutevel do mar e segundo Boeira

(2014) esta regiatildeo possui uma formaccedilatildeo geoloacutegica com um tipo de Rocha Vulcacircnica Aacutecida

(Riodacito) sendo este tipo de rocha que se utilizou na formaccedilatildeo das camadas dos trechos

Figura 32 Rio Grande do Sul Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

4 Fonte Google Earth Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

Escolha dos trechos a serem monitorados

Acompanhamento da construccedilatildeo

e coleta de materiais

Caracterizaccedilatildeo dos materiais Monitoramento

Macrotextura Microtextura IRI ATR Levantamento de defeitos Deflexatildeo

IFI Perfilocircmetro

Laser Treliccedila Viga

Benkelman FWD

Modelos de previsatildeo de desempenho

75

O primeiro trecho monitorado (Trecho 1) eacute conhecido como Avenida Roraima um

segmento de restauraccedilatildeo o segundo trecho eacute a Avenida Heacutelvio Basso (Trecho 2) uma pista

nova que foi implantada para a duplicaccedilatildeo de uma via existente e o terceiro trecho localizado

na BR-158 iniciando no km 330 conhecido como Trevo dos Quarteacuteis (Trecho 3) que tambeacutem

eacute uma duplicaccedilatildeo da rodovia existente Todos os trechos podem ser considerados como

trechos de confluecircncia urbana localizados no periacutemetro urbano de Santa Maria onde estaacute

localizada a UFSM Suas localizaccedilotildees podem ser melhor visualizadas na Figura 34

Trevo dos Quarteacuteis Av Heacutelvio Basso Av Roraima UFSM

Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados

Fonte Google Earth

Para todos os trechos foi realizada a caracterizaccedilatildeo de cada uma das camadas

constituintes do pavimento desde as mais inferiores de solo do subleito ateacute o revestimento

bem como levantamentos de traacutefego e ensaios de desempenho do pavimento em serviccedilo

Para maior conhecimento da regiatildeo onde se encontram os trechos monitorados

buscaram-se dados de temperatura e pluviometria no Instituto Nacional de Meteorologia

(INMET) que indica que entre os anos de 2000 a 2014 a cidade de Santa Maria recebeu

precipitaccedilatildeo anual meacutedia em torno de 1700 mm e temperaturas maacuteximas meacutedias de 256ordmC e

temperaturas miacutenimas meacutedias de 148ordmC A Figura 35 apresenta os valores meacutedios das

temperaturas maacuteximas e miacutenimas bem como os valores de precipitaccedilotildees anuais entre os anos

de 2000 a 2014

76

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0

5

10

15

20

25

30

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Pre

cip

itaccedil

atildeo A

nu

al (

mm

)

Tem

per

atu

ra ordm

C

Ano

Maacutexima

Meacutedia

Miacutenima

Meacutedia

Precipitaccedilatildeo

Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014

321 Avenida Roraima

O trecho estaacute localizado na cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul

sendo que sua posiccedilatildeo fica na saiacuteda da Universidade Federal de Santa Maria com o trecho

iniciando na latitude 29ordm42rsquo1935rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5732 Sul e terminando na

latitude 29ordm42rsquo109rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5594rsquorsquo Sul como pode ser visto na Figura 36

Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

Fonte Google Earth

77

Este trecho constituiacutedo de uma via de pista dupla preexistente com extensatildeo de 240m

e apresentava inuacutemeros defeitos como por exemplo panelas trincas interligadas exsudaccedilatildeo

ondulaccedilotildees entre outros sendo que o valor do IGG (Iacutendice de Gravidade Global) era de 240

o que qualificou o pavimento como sendo peacutessimo havendo a necessidade de ser restaurado

O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo argiloso juntamente com uma

base granular de BGS (brita graduada simples) de aproximadamente 17 cm Sobre a BGS

havia um revestimento de concreto asfaacuteltico (CA) com uma espessura meacutedia de 5 cm no qual

foi assente sobre ela uma nova camada de revestimento asfaacuteltico de 5cm Foram realizadas

apenas tapas buracos nos locais onde haviam panelas sem ser realizado qualquer tipo de

remoccedilatildeo do revestimento antigo antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico

A pista de rolamento possui uma largura de 750 metros dividida em duas faixas de

rolamento no mesmo sentido A estrutura do pavimento estaacute apresentada na Figura 37 Este

trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do traacutefego apoacutes sua restauraccedilatildeo na data de 03 de

dezembro de 2012

SUBLEITO

55

17

BGS

REVESTIMENTO VELHO

REVESTIMENTO NOVO

REVESTIMENTO ANTIGO

Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima

3211 Contagem de Traacutefego

A contagem de traacutefego foi realizada conforme o Manual de Estudo de Traacutefego do

DNIT (2006) Esta contagem teve caraacuteter quantitativo e classificatoacuterio dos veiacuteculos que

utilizaram a via diariamente durante o periacuteodo estudado sendo realizada a contagem

REVESTIMENTO NOVO - CA

REVESTIMENTO ANTIGO - CA

BASE - BGS

SUBLEITO ndash ARGILA

78

observando o tipo de veiacuteculo que utilizava a via e em qual faixa de rolamento este veiacuteculo

passava

Com os dados obtidos nestes levantamentos foi possiacutevel estimar o nuacutemero de

solicitaccedilotildees de um eixo padratildeo (N) durante um determinado periacuteodo de tempo possibilitando

assim a obtenccedilatildeo dos modelos de desempenho dos trechos experimentais em funccedilatildeo do N

Para a realizaccedilatildeo do caacutelculo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) foi seguida as

orientaccedilotildees contidas na no Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para caacutelculo do FEC

sugeridos pela AASHTO bem como a premissa de que todos os veiacuteculos passavam na via

com a carga maacutexima legal do eixo jaacute que natildeo foi realizado a pesagem dos veiacuteculos em

nenhum momento

Na Avenida Roraima foi realizada a primeira contagem 6 meses apoacutes a restauraccedilatildeo do

pavimento sendo que esta contagem iniciou as 600 da manha e foi concluiacuteda as 2200 horas

do mesmo dia Obteve-se o valor de Volume Diaacuterio Meacutedio (VDM) que mostra a quantidade

total de veiacuteculos de todas as categorias que passam em um dia na via igual a 5742 veiacuteculos

com fator de frota de 600 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais que solicitaram a

via fator de distribuiccedilatildeo de 8941 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais passando na

faixa mais carregada (faixa externa) e fator de veiacuteculo de 293 que eacute nuacutemero que converte

todas as classes de veiacuteculos em eixos padrotildees

A partir do segundo semestre de 2013 em todos os trechos foi realizada a contagem

durante 3 dias consecutivos das 600 da manha as 2200 horas sendo que no segundo dia a

contagem foi durante 24 horas A segunda contagem na Avenida Roraima foi

aproximadamente 11 meses apoacutes a restauraccedilatildeo obtendo-se nesta o valor de VDM igual 6349

veiacuteculos com o mesmo fator de veiacuteculo da contagem anterior fator de frota de 700 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8857 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada

Como a contagem de 24 horas era realizada apenas um dia da semana em todos os

casos foi realizado um caacutelculo de proporcionalidade no valor dos veiacuteculos que teoricamente

passariam na via no periacuteodo das 2200 agraves 600 Este caacutelculo de proporcionalidade foi realizado

individualmente referente a cada classe de veiacuteculo que passava na via

Para a Avenida Roraima realizou-se um levantamento de dados do nuacutemero de ocircnibus

que passou no trecho monitorado durante o periacuteodo de feacuterias da UFSM tendo em vista que

neste trecho aproximadamente 70 dos veiacuteculos comerciais que passaram era desta classe e

que neste periacuteodo passaram apenas 56 de ocircnibus em relaccedilatildeo ao periacuteodo letivo da UFSM

Para os demais veiacuteculos seguiu-se o mesmo criteacuterio de proporcionalidade utilizado para o

caacutelculo das 24 horas

79

A meacutedia das contagens de 2013 proporcional a cada contagem de traacutefego foi obtida

atraveacutes da proporcionalidade dos periacuteodos de contagem sendo considerado um periacuteodo de

dois meses de feacuterias (janeiro e fevereiro) quatro meses de periacuteodo letivo da UFSM referente

a contagem do primeiro semestre (marccedilo a junho) e seis meses referente a contagem do

segundo semestre (julho a dezembro) com isso obteve-se a Tabela 31 Foi a partir da Tabela

31 que se calcularam os valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo atraveacutes da metodologia de

caacutelculo do FEC apresentada pela AASHTO (NAASHTO) e pela USACE (NUSACE) contidas no

Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para cada mecircs referente ao ano de 2013 utilizando os

dados de fator de veiacuteculo de 293 fator de frota de 641 e fator de distribuiccedilatildeo de 8864

Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

25 19 13 14 17 34 51 171 167 202 244 380 377 361 262 293 355 481 321 249 183 124 78 35 4456

6 0 2 4 7 14 10 22 25 33 39 54 42 33 40 47 47 47 35 25 13 13 5 2 565

2C 1 1 1 0 2 4 7 28 24 16 11 13 17 21 16 15 15 18 17 15 8 6 2 2 259

3C 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 5

2C 0 0 0 0 0 0 1 4 8 9 7 8 5 5 11 7 7 6 2 1 1 0 0 0 81

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 0 0 0 0 0 25

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 4 1 2 3 6 6 20 13 19 25 39 36 31 29 36 37 54 31 25 22 17 23 8 489

5887VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Jaacute no ano de 2014 realizou-se a contagem correspondente a aproximadamente 15

meses apoacutes a restauraccedilatildeo do pavimento Nesta contagem o fator de veiacuteculo reduziu para

295 o fator de frota foi de 719 e o fator de distribuiccedilatildeo de 7929 de veiacuteculos comercias

passando na faixa mais carregada com um VDM igual a 6181 veiacuteculos deslocando-se pelo

trecho monitorado O levantamento de 23 meses foi realizado no mecircs de novembro de 2014 e

80

neste levantamento o VDM foi de 6256 veiacuteculos o fator de distribuiccedilatildeo de 8879 663 de

fator de frota e o fator de veiacuteculo foi 294

Para obtenccedilatildeo da meacutedia das contagens para o ano de 2014 foram considerados dois

meses de periacuteodo de feacuterias (Janeiro e Fevereiro) quatro meses referente ao primeiro semestre

do ano (Marccedilo a Junho) e seis meses referente ao segundo semestre (Julho a Dezembro)

agrupado na Tabela 32 Obteve-se fator de frota de 656 fator de veiacuteculo de 293 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8590 A partir da Tabela 32 e dos dados mencionados realizou-se

caacutelculo do N para os meses de monitoramentos realizados no ano de 2014 Aleacutem disso

encontrou-se ainda uma taxa de crescimento anual do numero N do ano de 2013 para o ano

de 2014 de 115

Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

26 20 13 14 18 35 52 170 177 205 239 371 361 343 262 295 382 494 327 285 194 142 79 35 4539

6 0 2 4 7 14 10 21 32 44 44 53 37 42 33 40 43 34 34 21 18 14 5 2 558

2C 1 1 1 0 2 4 7 27 25 19 13 17 18 21 17 15 17 20 17 13 8 8 3 2 276

3C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3

2C 0 0 0 0 0 0 2 4 7 10 8 8 2 6 8 8 8 5 3 1 1 1 0 0 82

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 3 3 3 1 2 2 2 2 1 1 0 0 0 0 0 24

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 5 2 2 3 6 6 20 14 17 19 33 31 42 31 34 41 50 36 31 24 24 24 8 503

5993VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para realizar uma anaacutelise da importacircncia da realizaccedilatildeo das contagens durante o final de

semana noturnas e de sazonalidades confeccionou-se a Tabela 33 que faz o comparativo

entre a realizaccedilatildeo ou natildeo destas contagens

Para esta anaacutelise foram considerados 6 cenaacuterios de comparaccedilatildeo o primeiro tendo

como referecircncia a contagem realizada como padratildeo da UFSM levando em consideraccedilatildeo as

81

contagens de 3 dias na semana contagem noturna final de semana e periacuteodo de feacuterias da

UFSM O segundo terceiro e quarto desconsiderando alguns dos padrotildees utilizados seja

feacuterias contagem noturna ou de final de semana o quinto cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo

apenas a contagem de 3 dias e o ultimo cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo a realizaccedilatildeo apenas de

uma contagem por ano no padratildeo da UFSM Estes cenaacuterios estatildeo expostos na Tabela 33

Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego

Consideraccedilotildees nas contagens Variaccedilatildeo Variaccedilatildeo Meacutedia

Padratildeo UFSM 357E+05 361E+05

Sem Contagem nas Feacuterias 375E+05 493 387E+05 701 597

Sem Contagem Noturna 343E+05 398 347E+05 404 401

Sem Contagem de Final de

Semana396E+05 1088 406E+05 1226 1157

Contagem Apenas 3 dias das

600 agraves 2200448E+05 2536 461E+05 2768 2652

Padratildeo UFSM com 1

contagem no ano388E+05 852 366E+05 132 492

2013

Avenida Roraima Periodo de Projeto de 1 ano

2014

Padratildeo = Contagem 3 dias consecutivos sendo um durante 24 horas os outros dois das 600

agraves 2200 horas contagem de final de semana e contagem de Feacuterias

Observando a Tabela 33 verifica-se principalmente a importacircncia da realizaccedilatildeo de

contagens na forma considerada como padratildeo para UFSM uma vez que haacute variaccedilatildeo

relativamente alta quando natildeo considerado uma das contagens Quando eacute desconsiderado

apenas o periacuteodo de feacuterias o valor do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

resulta aproximadamente 597 maior isso ocorreu por natildeo ter sido considerado a reduccedilatildeo

do nuacutemero de veiacuteculos que solicita a via neste periacuteodo Quando natildeo eacute realizada a contagem

noturna o Valor de N cai em torno de 401 devido agrave desconsideraccedilatildeo dos veiacuteculos que

solicitam a via neste periacuteodo

Jaacute quando natildeo eacute realizada contagem no final de semana eacute considerado que o mesmo

nuacutemero de veiacuteculos que solicitou o pavimento durante a semana tambeacutem solicitou o

pavimento durante o final de semana e assim o valor de N mostrou-se 1157 maior Quando

eacute considerada apenas a contagem de 3 dias sem a contagem noturna o valor de N apresenta-se

2652 maior devido as outras contagem terem uma reduccedilatildeo do nuacutemero de veiacuteculos que

passam na via principalmente veiacuteculos comerciais o que natildeo eacute considerado neste cenaacuterio

82

No cenaacuterio em que se analisa apenas uma contagem por ano o aumento no valor meacutedio

do N foi de 492 essa diferenccedila ocorreu devido a consideraccedilatildeo dos doze meses do ano com

o mesmo nuacutemero de solicitaccedilotildees o que natildeo ocorre no periacuteodo de feacuterias fazendo com que seja

considerado erroneamente uma solicitaccedilatildeo maior do pavimento

3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32121 Subleito

O solo existente no trecho monitorado foi caracterizado de duas formas A primeira

utilizando o Meacutetodo de Classificaccedilatildeo Unificada atraveacutes dos ensaios de granulometria de solos

por peneiramento seguindo a norma DNER ME 0801994 e posteriormente com o material

passante na peneira nordm 200 foi realizada a granulometria por sedimentaccedilatildeo seguindo a norma

DNER ME 0831998 A Figura 38 apresenta a curva granulomeacutetrica do solo existente no

trecho monitorado da Avenida Roraima

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Pass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100

95 125 19 25

Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima

83

Para a classificaccedilatildeo do solo realizaram-se os ensaios de limite de liquidez pela norma

DNER ME 1221994 e limite de plasticidade seguindo a norma DNER ME 0821994 Na

Avenida Roraima os valores para Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade foram 362 e

18 respectivamente Com esses dois dados foi possiacutevel classificar o solo em argiloso com

baixa compressibilidade (CL) Jaacute pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo Sistema

Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo a classificaccedilatildeo do solo em questatildeo foi de um solo do tipo A6

Tambeacutem foi realizado ensaio de compactaccedilatildeo que seguiu a norma DNER ME

1291994 e obteve o valor de 1724 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um

teor de umidade oacutetima de 19 Para o ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME

0491994 e obteve-se um valor de CBR de 6 e expansatildeo de 010 O ensaio de densidade

real para o solo teve como base a norma DNER ME 0931994 e o valor encontrado foi de

2508 gcmsup3

32122 Base

Para a base foi realizado o ensaio de granulometria segundo a norma ASTM C

1362006 obtendo a granulometria apresentada na Figura 39

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima

84

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles

seguindo a norma ASTM C 1312006 apresentando um valor de perda de 8 Realizou-se

tambeacutem o ensaio de compactaccedilatildeo (DNER ME 1291994) obtendo-se o valor de 2467 gcmsup3

para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 72 Para o

ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME 0491994 e obteve-se um valor de CBR de

117 e expansatildeo de 000

32123 Revestimento

Os revestimentos dos trecircs trechos experimentais foram constituiacutedos de Concreto

Asfaacuteltico (CA) estas misturas foram compostas por um arranjo granulomeacutetrico de agregados

minerais naturais de pedreiras da regiatildeo de Santa Maria e misturadas com um Cimento

Asfaacuteltico de Petroacuteleo (CAP) Tais materiais possuem caracteriacutesticas especiacuteficas para cada

local onde foi coletado e periacuteodo de utilizaccedilatildeo por isso eacute necessaacuteria a caracterizaccedilatildeo dos

mesmos sempre que for alterado o local e o periacuteodo onde foi realizada a mistura

321231 Agregados

Como particularidade nesta camada a Avenida Roraima foi o trecho que possuiacutea uma

camada de revestimento antigo de 5 centiacutemetros de espessura Para conhecer as caracteriacutesticas

do material que estava em uso na pista de rolamento da Avenida Roraima no momento em

que estava sendo realizada a recuperaccedilatildeo do trecho foi realizada a coleta de material para

realizaccedilatildeo do ensaio de extraccedilatildeo de betume com o rotarex seguindo a norma DNER ME

0531994 obtendo-se um teor de ligante da mistura de 63 A anaacutelise granulomeacutetrica dos

agregados utilizados em todos os revestimentos novos foi realizada conforme a norma ASTM

C 1362006

Para os materiais utilizados no revestimento novo da Avenida Roraima foi realizada a

coleta dos agregados e do cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de

asfalto bem como de amostras de massa asfaacuteltica na pista para posteriores ensaios

85

laboratoriais A Figura 310 apresenta as curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos

revestimentos asfaacutelticos antigo e novo da Avenida Roraima sendo que ambos enquadraram-

se na Faixa C do DNIT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

Revestimento

Antigo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e

novo da Avenida Roraima

Com os materiais do revestimento novo da Avenida Roraima realizou-se o ensaio de

determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles e o material apresentou um valor de perda de 1250

Realizou-se tambeacutem a determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos segundo a norma ASTM C 1272007 obtendo-se

respectivamente valores de 2657gcmsup3 de 2472gcmsup3 e de 2804 Para o agregado miuacutedo

o valor de massa especiacutefica foi de 2669gcmsup3 e o ensaio foi realizado segundo a norma

ASTM C 1282007

Foram realizados tambeacutem os ensaios de lamelaridade de agregado grauacutedo seguindo a

norma ASTM D 47912007 e obteve-se o valore de 144 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo

grauacuteda desta dosagem O ensaio de Equivalente de Areia em agregados miuacutedos teve como

base a norma AASHTO T 1762008 encontrando-se o valor de 79

Para o ensaio de massa unitaacuteria e volume de vazios utilizou-se como base a norma

NBR NM 452006 sendo que os dados estatildeo apresentados na Tabela 34

86

Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida

Roraima

Material Massa Unitaacuteria

(kgmsup3)

Volume de

Vazios ()

34 137374 4843

38 132445 5000

Poacute de Pedra 147435 4477

Realizou-se tambeacutem o ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material

finamente pulverizado (DNER-ME 0851994) obtendo-se o valor de 2770gcmsup3

O ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de

soacutedio que segue a norma ASTM C 882005 apresentou um valor de perda de material de

08

Foram realizados tambeacutem os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

forma dos agregados por imagem utilizando o AIMS (Aggregate Image Measurement

System) no Centro de Pesquisa da PETROBRAS (CENPES) A Tabela 35 apresenta os

valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros observados durante os ensaios Os

resultados obtidos para os agregados da Avenida Roraima estatildeo apresentados na Tabela 36

Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS

Iacutendice Aplicaccedilatildeo Faixa Significado dos valores

Miacutenimo Maacuteximo

Forma 2D Agregados

miuacutedos 0 ndash 20 Ciacuterculo perfeito

Totalmente

irregular

Angularidade Agregados

miuacutedos e grauacutedos 1 ndash 10000 Ciacuterculo perfeito Muito angular

Textura Agregados

grauacutedos 0 ndash 1000 Liso Rugoso

Esfericidade 3D Agregados

grauacutedos 0 ndash 1 Natildeo cuacutebico Cuacutebico

Partiacuteculas chatas

e alongadas

Agregados

grauacutedos - -

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

87

Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 940 238

118 946 225

060 864 224

030 847 230

015 788 268

0075 884 226

38 236 878 211

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

475 30343 6605

236 40424 8939

118 43650 9915

060 42337 10656

030 41852 12383

015 33789 13383

0075 22365 9687

38 475 27949 7149

236 36586 10324

34

127 26976 5668

95 27543 5440

475 27270 5193

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 2870 444

38 475 3506 419

34

127 4308 674

95 4428 582

475 3446 538

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 058 010

38 475 067 009

34

1270 073 007

950 069 009

475 067 009

Continua

88

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

Poacute-de-pedra 475 1000 935 674 478 304

38 475 1000 740 220 60 00

34

127 1000 458 63 00 00

95 1000 633 122 20 00

475 1000 660 180 20 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Observando os valores obtidos nos ensaios eacute possiacutevel dizer que o agregado da

Avenida Roraima apresenta em sua forma 2D partiacuteculas medianamente circulares tendo

angularidade de meacutedia a baixa textura meacutedia e esfericidade 3D medianamente cuacutebica Estes

fatores poderatildeo influenciar no desempenho da mistura asfaacuteltica aplicado no trecho

321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica do revestimento novo da Avenida Roraima

determinou-se o ponto de amolecimento pelo Meacutetodo do Anel e Bola seguindo a norma NBR

65602008 chegando-se agrave temperatura de 509ordmC Para o ensaio de penetraccedilatildeo seguiu-se a

norma NBR 65762007 encontrando-se o valor de 65x10-1

mm e obteve-se um valor de

318ordmC para ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland que

seguiu a norma NBR 113412008

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em temperatura elevada usando um

viscosiacutemetro rotacional seguiu a norma NBR 151842004 e na Tabela 37 pode-se encontrar

os valores de viscosidade para trecircs temperaturas diferentes

Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 153 4125 72 186

155 20 75 1875 327 186

177 20 29 875 13 186

89

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo teve-

se como base a norma NBR 62962004 e obteve-se o valor de 1008gcmsup3

Os ensaio de Determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) de ligantes asfaacutelticos

(AASHTO M 3202009) Envelhecimento acelerado de ligantes asfaacutelticos utilizando o vaso

pressurizado de envelhecimento ndash PAV (ASTM D 65212008) Determinaccedilatildeo da rigidez

flexural agrave fluecircncia de ligantes asfaacutelticos utilizando reocircmetro de Viga em flexatildeo ndash BBR

(ASTM D 66482008) Determinaccedilatildeo das caracteriacutesticas reoloacutegicas de ligantes asfaacutelticos

utilizando o reocircmetro de cisalhamento dinacircmico ndash DSR (ASTM D 71752008) e Fluecircncia e

Relaxaccedilatildeo sob Muacuteltipla Tensatildeo ndash MSCR (ASTM D 74052008) foram realizados na

COPPEUFRJ e estatildeo apresentados na Tabela 38 tal ensaio classificou o ligante como sendo

de PG 64-16

Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 288 kPa Atende

64 degC 125 kPa Atende

70 degC 057 kPa Natildeo Atende

58 degC 669 kPa Atende

64 degC 259 kPa Atende

70 degC 127 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Natildeo Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 698 Atende Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

38DSRMSCR 64

22 degC 848524 kPa Natildeo Atende

25 degC 548388 kPa Natildeo Atende

28 degC 372042 kPa Atende

-6 degC 781 MPa Atende

-12 degC 1570 MPa Atende

-18 degC 3360 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0392 - Atende

-12 degC 0345 - Atende

-18 degC 0280 - Natildeo Atende

64 -16 S

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

BBR mgt03

CAP 5070 RoraimaPerformance Grade Continua

90

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 217 065

Rdiff

Jnr(kPa-1) 350 380

Jnrdiff 829

64

MSCR

6977

321233 Misturas

Para realizaccedilatildeo dos ensaios da misturas asfaacuteltica foram coletadas amostras durante a

execuccedilatildeo do trecho monitorado o acompanhamento das execuccedilotildees e dos meacutetodos de

aplicaccedilatildeo e compactaccedilatildeo das misturas asfaacutelticas nas pistas foi tambeacutem realizado

A dosagem pelo Meacutetodo Marshall foi realizada pela empresa construtora do trecho

monitorado e adotou-se uma granulomeacutetrica enquadrada na faixa C do DNIT um teor de

betume de 615 e os valores de 43 para Volume de Vazios 175 para os Vazios de

Agregado Mineral (VAM) 75 para Relaccedilatildeo Betume Vazios e uma densidade aparente de

2156gcmsup3 A densidade maacutexima de misturas betuminosas natildeo compactadas realizada pelo

Meacutetodo RICE e seguindo a norma NBR156192012 foi de 2338gcmsup3 a relaccedilatildeo filler-

betume foi de 102

Na Figura 311 estatildeo fatores que ilustram o acompanhamento durante a execuccedilatildeo da

restauraccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

(a) Temperatura na Vibroacabadora (b) Temperatura na pista

Continua

91

(c) Aplicaccedilatildeo da pintura de ligaccedilatildeo (d) Aplicaccedilatildeo da massa na pista

(e) Acabamento manual (f) Compactaccedilatildeo com rolo de pneus

(g) compactaccedilatildeo com rolo de chapa (h) textura do pavimento

Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

Apoacutes 1 mecircs da execuccedilatildeo do trecho foi feita a primeira extraccedilatildeo de corpos de prova pra

realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia em laboratoacuterio pela norma DNIT ndash ME

1352010 e Resistecircncia a Traccedilatildeo pela norma DNIT ndash ME 1362010 bem como os valores de

grau de compactaccedilatildeo das misturas realizados pelas normas DNIT-ME 1171994 e NBR

155732012 Nesta avenida foi realizada uma segunda extraccedilatildeo de CPs aproximadamente 22

92

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem na primeira extraccedilatildeo o grau de compactaccedilatildeo foi

realizado apenas pela norma do DNIT pois nesta eacutepoca natildeo era utilizado tambeacutem a norma da

ABNT para obtenccedilatildeo deste dado Os valores encontrados para estes ensaios estatildeo

apresentados na Tabela 39

Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 5921

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 141

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9370

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6296

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 173

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9409

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9320

1 mecircs

22 meses

A Figura de 312 ilustra os procedimentos de extraccedilatildeo dos corpos de prova no trecho

da Avenida Roraima

(a) extraccedilatildeo de testemunho (b) testemunho extraiacutedo

(c) testemunho 1 extraiacutedo (d)testemunho 2 extraiacutedo

Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova

93

Na Figura 310 (itens c e d) verifica-se uma diferenccedila entre as espessuras do

revestimento asfaacuteltico esta diferenccedila ocorre devido a extraccedilatildeo da camada de revestimento

antigo que estaacute junto com a camada de revestimento novo no item c e natildeo estaacute junto com o

revestimento novo no item d A fim de melhor visualizaccedilatildeo geral das caracteriacutesticas dos

materiais utilizados nas camadas do trecho da Avenida Roraima confeccionou-se a Tabela

310 que resume os dados destes materiais

Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima

Valor

362

1800

1724

190

594

020

2508

780

2467

72

11652

000

1250

2657

2472

2804

2669

144

AASHTO T 1762008 7924

2770

0757

150

509

318

NBR 65762007 65

1008

PG 64-16

615

430

175

75

102

2156

2338

DAERRS-EL 21201

NBR156192012

Mistura

Revestimento

ABNT NBR 1289193

CAP

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Densidade Aparente (gcmsup3)

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

Relaccedilatildeo Filler Betume

Voume de Vazios ()

DNER-ME 0851994

ASTM C 882005

Grau de Performance

Teor de Betume ()

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

NBR 65602008

NBR 113412008

NBR 62962004

AASHTO M 3202009

Ponto de Amolecimento (ordmC)

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3)

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3)

Agregados

Sanidade ()

ASTM C 1312006

Absorsatildeo ()

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1282007Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3)

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3)

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3)

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0931994

DNER ME 0491994

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

ASTM C 1312006

Subleito

Base

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Densidade Real (gcmsup3)

Limite de Liquidez ()

Limite de Plasticidade ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

Norma

DNER ME 1221994

DNER ME 0821994

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

Ensaio

(

94

322 Avenida Heacutelvio Basso

A Avenida Heacutelvio Basso estaacute localizada na cidade de Santa Maria no estado do Rio

Grande do Sul sendo que o trecho monitorado tem inicio na latitude 29ordm42rsquo4671rsquorsquo Oeste e

longitude 53ordm48rsquo3963 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo3763rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm48rsquo4385rsquorsquo Sul como pode ser observado na Figura 313

Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso

Fonte Google Earth

Trata-se de um trecho com 300 metros de extensatildeo onde foi realizada uma

duplicaccedilatildeo O trecho monitorado se refere a parte duplicada com execuccedilatildeo de camadas novas

em toda a estrutura do pavimento O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo

argiloso uma camada de sub-base de 40cm de macadame seco sobre o macadame estaacute

assente 20cm de BGS (base) e uma camada de revestimento de 6cm de CBUQ A estrutura

do pavimento estaacute representada na Figura 314 Este trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do

traacutefego apoacutes sua implantaccedilatildeo na data de 18 de maio de 2013

95

640

SUBLEITO

20

REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso

3221 Contagem de Traacutefego

Todos os processos de obtenccedilatildeo de dados do traacutefego e caacutelculos para obtenccedilatildeo das

meacutedias referentes a este trecho monitorado seguiram os mesmos criteacuterios e premissas

utilizados no trecho da Avenida Roraima Todavia neste trecho natildeo se percebeu nenhuma

sazonalidade que pudesse ocasionar a variaccedilatildeo no volume do traacutefego de veiacuteculos em algum

periacuteodo do ano Assim levou-se em conta para o caacutelculo da meacutedia anual das contagens apenas

as duas contagens realizadas em cada ano

Como a liberaccedilatildeo de traacutefego neste trecho soacute ocorreu no fim do primeiro semestre de

2013 a primeira contagem foi realizada somente no segundo semestre aproximadamente 5

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego logo os valores da meacutedia de veiacuteculos que se deslocaram

nesta via durante este ano foi obtido apenas nessa contagem Para o ano de 2013 o VDM

encontrado foi de 10705 veiacuteculos com fator de frota de 634 fator de veiacuteculo de 293 e

fator de distribuiccedilatildeo de 7071 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada A

Tabela 311 apresenta os dados referentes agrave contagem realizado no ano de 2013 usados para o

caacutelculo do nuacutemero N para correlaccedilatildeo com os ensaios realizados no referido ano

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE - MACADAME

SUBLEITO - ARGILA

96

Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

42 24 17 8 7 13 126 521 455 392 393 407 422 572 461 417 438 572 581 434 308 214 173 72 7069

3 1 1 0 1 1 29 72 120 123 114 122 60 103 121 124 100 92 100 63 29 21 3 3 1405

2C 0 0 0 0 0 1 15 17 19 12 9 10 17 15 13 11 12 13 20 12 6 3 3 1 207

3C 0 0 0 0 0 0 1 2 2 0 0 1 1 3 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 16

2C 0 2 0 0 1 1 13 24 33 34 34 26 15 26 32 31 26 18 10 6 6 3 1 1 341

3C 0 1 0 0 0 1 4 6 7 6 9 6 1 4 7 7 8 4 4 1 1 1 0 0 76

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 1 0 2 1 0 1 0 0 1 0 0 0 13

2S3 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 3 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 2 0 14

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

4 4 3 3 4 4 34 136 118 80 80 91 86 136 105 94 91 113 128 91 58 42 35 14 1552

10705VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para a segunda contagem de traacutefego realizada na Avenida Heacutelvio Basso os valores

encontrados de VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo foram 11526

veiacuteculos 611 289 e 7885 respectivamente Esta contagem foi realizada

aproximadamente 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute para a contagem realizada no

segundo semestre de 2014 os valores encontrados foram 12617 veiacuteculos 570 290 e

7890 para VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo respectivamente

Com isso obteve-se para o caacutelculo do N referente agraves contagens de 2014 os valores de fator de

veiacuteculo de 290 fator de frota de 590 e fator de distribuiccedilatildeo de 7887 bem como a

meacutedia das contagens de traacutefego para o ano de 2014 que estaacute apresentado na Tabela 312 junto

com o VDM Encontrou-se tambeacutem com a meacutedia dos dados de 2013 e 2014 uma taxa de

crescimento anual para o nuacutemero N de 1368

97

Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

51 30 20 10 8 17 137 554 532 522 521 544 510 679 570 530 577 623 653 461 336 252 212 87 8438

4 1 1 0 1 1 21 92 102 104 112 114 68 110 125 127 100 111 91 67 42 33 4 3 1435

2C 0 0 0 0 0 1 13 19 17 14 10 12 19 16 12 11 9 13 20 13 7 4 4 1 213

3C 0 0 0 0 0 0 3 1 2 2 0 0 1 3 2 1 1 0 1 0 0 0 0 0 17

2C 0 2 0 0 1 1 8 26 34 36 39 30 16 27 35 34 28 19 12 7 3 3 2 1 363

3C 0 1 0 0 0 1 4 7 7 7 9 7 4 6 6 5 6 5 3 1 1 1 0 0 81

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 7

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 8

2S3 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 7

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 0 1 0 1 2 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 12

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 4 3 3 4 4 42 113 113 90 86 101 93 135 106 92 88 108 107 57 48 38 34 14 1486

12071VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32221 Subleito

Para este trecho o solo existente tambeacutem foi caracterizado de duas formas e utilizando

as mesmas normas citadas no trecho anterior A primeira classificaccedilatildeo utilizando o Sistema de

Classificaccedilatildeo Unificada obteve a curva granulomeacutetrica apresentada na Figura 315 e Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade do subleito de 367 e 18 respectivamente com estes

dados o solo constituinte do trecho monitorado foi classificado como areia argilosa (SC) Jaacute

pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo TBR Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o

solo em questatildeo foi enquadrado como A6

98

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1894 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 136 No ensaio de CBR os valores

encontrados foram de 7 para o CBR e expansatildeo de 017 Jaacute no ensaio de densidade real o

valor encontrado para o solo deste trecho foi de 2598 gcmsup3

32222 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento foi um poacute de pedra A Figura 316

ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de sub-base

99

Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco

32223 Base

Para a base o ensaio de granulometria apresentou uma curva granulomeacutetrica na faixa

A de acordo com o Manual de Pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) a Figura 317 apresenta a curva

granulomeacutetrica encontrada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso

100

No ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles o valor de perda de material

encontrado foi de 15 No ensaio de compactaccedilatildeo o valor para massa especiacutefica aparente

seca maacutexima foi de 2294 gcmsup3 com um teor de umidade oacutetima de 82 Para o ensaio de

CBR o valor encontrado de CBR foi de 108 e expansatildeo 000

A Figura 318 ilustra fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento da Avenida

Heacutelvio Basso

(a) Borda da camada de Base (b) BGS da Avenida Heacutelvio Basso

(c) Imprimaccedilatildeo da camada de Base (d) Imprimaccedilatildeo da BGS

Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base

32224 Revestimento

Para os materiais utilizados no revestimento foi realizada a coleta dos agregados e do

cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de asfalto Em laboratoacuterio

foram realizados os ensaios para a caracterizaccedilatildeo destes materiais

101

322241 Agregados

Nos agregados foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria do material que

se enquadrou na faixa C do DNIT Sua curva granulomeacutetrica estaacute apresentada na Figura 319

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso

Realizaram-se tambeacutem os ensaios de Abrasatildeo Los Angeles obtendo-se um valor de

perda de material de 11 determinaccedilatildeo da massa especiacutefica massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos onde se encontraram os resultados de 2664gcmsup3 2500gcmsup3

e 2458 respectivamente Para o agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de

2663gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 220 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 85 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 270gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio obteve-se um valor de perda de material de 08

Assim como no agregado da Avenida Roraima foram realizados tambeacutem nos

agregados da Avenida Heacutelvio Basso os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

102

forma por imagem utilizando o AIMS no CENPES Os resultados obtidos estatildeo apresentados

na Tabela 313 e tambeacutem seguem os valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros

observados durante os ensaios apresentados na Tabela 36

Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 820 171

118 851 177

06 773 164

03 817 188

015 837 276

0075 892 239

38 236 863 199

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 38260 9659

118 40060 9032

06 37167 9047

03 40631 10740

015 37262 17569

0075 27743 14345

38 475 28786 4774

236 36060 7886

34

127 28092 6263

95 28840 6144

475 29388 5194

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 3567 500

34

127 4574 733

95 4457 648

475 3810 474

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 060 009

34

127 068 008

95 063 008

475 063 007

Continua

103

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

38 475 100 940 680 280 100

34

127 100 778 178 22 00

95 100 860 280 100 40

475 100 840 340 100 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Os valores apresentados mostram que o agregado da Avenida Heacutelvio Basso apresenta

caracteriacutesticas semelhantes aos agregados da Avenida Roraima poreacutem comparando os valores

percebe-se que a o agregado da Avenida Heacutelvio Basso eacute mais circular e tem uma textura

maior que o agregado da Avenida Roraima

322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Realizaram-se os ensaios de caracterizaccedilatildeo do CAP 5070 utilizado na mistura

asfaacuteltica da Avenida Heacutelvio Basso e encontrou-se um valor de 51ordmC para o ponto de

amolecimento Para o ensaio de penetraccedilatildeo o valor observado foi de 55x10-1

mm e para

ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland obteve-se um valor

de 324ordmC

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em trecircs temperaturas distintas com

temperatura elevada usando um viscosiacutemetro rotacional pode ser visualizado na Tabela 314

Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 149 372 693 186

155 20 62 152 288 186

177 20 31 77 144 186

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

obteve-se o valor de 1008gcmsup3 Os ensaios de determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG)

do ligante asfaacuteltico utilizado na Avenida Heacutelvio Basso que foram realizados na

104

COPPEUFRJ estatildeo apresentados da Tabela 315 sendo que os ensaios classificaram tal

ligante como sendo de PG 58-16

Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 254 kPa Atende

64 degC 129 kPa Atende

70 degC 051 kPa Natildeo Atende

58 degC 466 kPa Atende

64 degC 198 kPa Natildeo Atende

70 degC 091 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 6861 Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

19DSRMSCR 58

19 degC 1119791 kPa Natildeo Atende

22 degC 744195 kPa Natildeo Atende

25 degC 499820 kPa Atende

-6 degC 530 MPa Atende

-12 degC 1130 MPa Atende

-18 degC 3160 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0425 - Atende

-12 degC 0350 - Atende

-18 degC 0278 - Natildeo Atende

58 -16 H

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

mgt03

CAP 5070 HEacuteLVIO BASSOPerformance Grade

BBR

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 379 119

Rdiff

Jnr(kPa-1) 182 194

Jnrdiff 663

58

MSCR

6861

322243 Misturas

A dosagem realizada pela empresa construtora pelo Meacutetodo Marshall que foi

colocada na Avenida Heacutelvio Basso obteve um teor de betume de 59 e os valores de 40

105

para Volume de Vazios 1798 para os Vazios de Agregado Mineral (VAM) 7646 para

Relaccedilatildeo Betume Vazios uma densidade aparente de 221gcmsup3 a densidade maacutexima realizada

pelo meacutetodo RICE foi de 2355gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer-betume foi de 105

A Figura 320 ilustra o acompanhamento durante a execuccedilatildeo do revestimento do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

(e) Aplicaccedilatildeo do CA na pista (f) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

106

Na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de corpos de prova para

realizaccedilatildeo dos ensaios em laboratoacuterio de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e Grau

de compactaccedilatildeo As extraccedilotildees de corpos de prova neste trecho ocorreram 10 e 17 meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego e assim como na Avenida Roraima o valor de grau de compactaccedilatildeo

para a primeira extraccedilatildeo de CPs foi feita seguindo apenas a norma do DNIT Os valores

obtidos para estes ensaios estatildeo apresentados na Tabela 316

Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio

Basso

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6339

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 181

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9502

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6482

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 183

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9610

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9560

10 meses

17 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso pode ser visto

na Figura 321

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

Continua

107

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso

Para melhor visualizaccedilatildeo da caracteriacutestica dos materiais utilizados nas camadas do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso foi confeccionado a Tabela 317 que reuacutene todo os dados

destes materiais

Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

Continua

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

108

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

A BR-158 atravessa a cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul sendo

que o trecho monitorado se inicia no km 330 na latitude 29ordm42rsquo242rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm51rsquo581 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo092rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm50rsquo5539rsquorsquo Sul como

pode ser visto na Figura 322

Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

Fonte Google Earth

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

109

Trata-se de um trecho onde foi executada uma duplicaccedilatildeo da BR-158 portanto de um

segmento de implantaccedilatildeo de pavimento novo onde a liberaccedilatildeo ao traacutefego ocorreu no dia 15

de julho de 2014 O trecho apresenta 300m de extensatildeo e eacute composto pela camada de subleito

de solo argiloso uma camada de 40 cm de pedra detonada 15 cm de macadame seco 15 cm

de BGS e uma camada de 75 cm de CBUQ A estrutura do pavimento estaacute representada na

Figura 323

15

40

15

75REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

SUBLEITO

PEDRA DETONADA

Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

3231 Contagem de Traacutefego

Por se tratar de um trecho no qual a liberaccedilatildeo de trafego ocorreu apenas no segundo

semestre de 2014 foi realizado apenas uma contagem quantitativa e classificatoacuteria

aproximadamente 4 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta contagem mostrou a passagem de

9781 veiacuteculos por dia com fator de frota de 631 fator de veiacuteculo de 306 e fator de

distribuiccedilatildeo de 7924 de veiacuteculos comerciais passando na faixa externa do trecho A Tabela

318 apresenta a quantidade de veiacuteculos que passaram durante a contagem

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE ndash MACADAME

REFORCcedilO ndash PEDRA DETONADA

SUBLEITO - ARGILA

110

Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

92 55 26 18 13 33 111 445 308 264 314 342 397 317 297 317 324 501 676 503 395 301 277 177 6503

7 4 4 1 2 3 37 59 57 74 71 85 62 54 62 59 76 73 80 61 30 27 15 12 1014

2C 2 0 0 0 0 9 27 19 15 6 5 5 6 6 9 4 5 7 4 6 1 1 0 1 137

3C 0 0 0 0 1 0 0 2 2 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 11

2C 1 2 2 0 2 4 8 8 20 24 23 32 15 11 20 20 18 15 13 5 3 3 2 2 251

3C 2 1 1 1 3 3 4 6 8 7 9 11 3 7 5 6 6 6 3 6 3 3 4 1 105

4C 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 3 3 1 0 0 0 0 0 0 13

2S1 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 6

2S2 0 1 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 2 1 0 2 0 0 19

2S3 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 1 0 4 2 2 1 2 1 0 1 1 0 0 21

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 3 3 3 1 3 1 0 0 2 0 1 1 1 2 3 2 3 3 34

3S2S2 0 0 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 0 11

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3C2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 4

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

37 18 8 4 3 4 34 110 44 52 63 100 149 72 73 60 80 137 191 133 89 70 80 37 1647

9781

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

VMD

3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32321 Subleito

Para o trecho localizado na BR158 (Trevo dos Quarteacuteis) os valores para Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade encontrados foram 3322 e 18 respectivamente a curva

granulomeacutetrica do solo deste trecho estaacute apresentada da Figura 324 Com esses dados

realizou-se a classificaccedilatildeo segundo o Sistema de Classificaccedilatildeo Unificada que classificou o

solo como sendo uma argila de baixa compressibilidade (CL) e pelo meacutetodo de classificaccedilatildeo

do Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o solo foi classificado como A6

111

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

aCurva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila SilteAreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1820 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 166 no ensaio de CBR obteve-se um

valor de CBR de 7 e expansatildeo de 024 e no ensaio de densidade real o valor obtido foi de

2668 gcmsup3

32322 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento era um poacute de pedra A Figura 325

ilustra o acompanhamento na execuccedilatildeo da camada de sub-base

112

Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco

32323 Base

Para a base foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria da brita graduada

simples enquadrada na faixa A segundo o Manual de pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) obtendo

a curva mostrada na Figura 326 para cada agregado utilizado na composiccedilatildeo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis

113

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles onde foi

encontrado um valor de 11 de perda de material Realizou-se tambeacutem o ensaio de

compactaccedilatildeo que indicou o valor de 2265 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima

e um teor de umidade oacutetima de 80 Conseguiu-se um valor de 117 para o ensaio de CBR

e expansatildeo 000

A Figura de 327 ilustra as fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento do

trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Borda da camada de Base (b) BGS do Trevo dos Quarteacuteis

(c) Textura da camada de Base (d) Camada de BGS imprimada

Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis

32324 Revestimento

O revestimento do pavimento no Trevo dos Quarteacuteis foi construiacutedo em duas camadas

a camada inferior de revestimento com 4cm de espessura e materiais de uma usina de asfalto

114

jaacute a camada superior de revestimento foi feita com a espessura de 35cm e materiais de uma

segunda usina de asfalto Como o revestimento asfaacuteltico deste trecho foi realizado com

materiais de duas usinas e pedreiras diferentes os agregados e CAPs coletados em ambas

foram levados ao laboratoacuterio para realizaccedilatildeo dos ensaios de caracterizaccedilatildeo destes materiais

323241 Agregados

Foi realizado o ensaio de granulometria dos agregados utilizados em ambas as

camadas do revestimento do Trevo dos Quarteacuteis sendo as duas misturas enquadradas na faixa

B do DNIT As curvas granulomeacutetricas das camadas do revestimento inferior e superior estatildeo

apresentadas na Figura 328

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em R

etid

a (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa B DNIT

Limite da Faixa

Revestimento Inferior

Revestimento Superior

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12 1 121

Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos

Quarteacuteis

Para a mistura colocada na parte inferior do revestimento o ensaio de Abrasatildeo Los

Angeles revelou uma perda de material de 16 para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica

115

foi de 2676gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2450gcmsup3 e absorccedilatildeo de 3500 Para o

agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2672gcmsup3

Obteve-se ainda um Equivalente de Areia de 60 542 de partiacuteculas lamelares na

fraccedilatildeo grauacuteda e uma perda de material de 233 no ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade

pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de soacutedio O resultado na determinaccedilatildeo da massa

especiacutefica real de material finamente pulverizado foi de 2721gcmsup3

Assim como na camada colocada na parte inferior do revestimento realizou-se

igualmente na camada superior o ensaio de Abrasatildeo Los Angeles para os agregados onde 12

do material ensaiado foi perdido Para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica foi de

2645gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2493gcmsup3 e absorccedilatildeo de 2300 Para o agregado

miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2681gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 343 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 69 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 2669gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio apresentou um valor de perda de material de 156 para o

material utilizado na camada inferior do revestimento deste trecho

323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo dos ligantes da mistura inferior e da mistura superior

No ligante utilizado na mistura inferior encontrou-se 47ordmC para o ponto de amolecimento e

359ordmC para o ponto de fulgor Este ligante apresentou massa especiacutefica de 1008gcmsup3 e o

valor de penetraccedilatildeo de 57x10-1

mm A Tabela 319 apresenta os valores da determinaccedilatildeo da

viscosidade em trecircs temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional

Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 130 3250 605 186

150 20 67 1675 212 186

177 20 27 675 126 186

116

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica colocada no revestimento superior do Trevo

dos Quarteacuteis os valores encontrados foram de 49ordmC para o ponto de amolecimento e 342ordmC

para o ponto de fulgor Encontrou-se tambeacutem um valor de penetraccedilatildeo de 59x10-1

mm e um

valor de massa especiacutefica de 1007gcmsup3 bem como os valores de viscosidade em trecircs

temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional que estatildeo apresentadas na Tabela

320

Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 122 3050 567 186

150 20 63 1575 293 186

177 20 26 650 121 186

Ainda natildeo foi possiacutevel realizar a determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) dos

ligantes utilizados no revestimento deste trecho como foi realizado nos demais trechos

monitorados poreacutem para dar continuidade aos estudos seratildeo realizados os ensaios para a

classificaccedilatildeo destes ligantes asfaacutelticos

323243 Misturas

Foi utilizado o Meacutetodo Marshall pela empresa construtora do trecho monitorado para

dosagem das misturas asfaacutelticas que foram executadas na BR158 Na mistura colocada na

camada inferior do revestimento obteve-se um teor de betume de 585 volume de vazios de

393 bem como VAM de 1704 RBV de 7692 densidade aparente de 2223gcmsup3

densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE de 2316gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer betume foi de

097

Para o revestimento superior e teor de betume foi 539 383 de Volume de Vazios

1592 de VAM e 7658 de RBV encontrou-se tambeacutem uma densidade aparente de

117

224gcmsup3 um valor de 2329gcmsup3 para densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE e 111

para relaccedilatildeo filer betume

A Figura 29 ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo do revestimento do trecho

monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Temperatura da mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

Figura

(d) Compactaccedilatildeo do CA na pista (e) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos

Quarteacuteis

118

Assim como nos outros dois trechos monitorados tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de

corpos de prova para realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e

Grau de Compactaccedilatildeo em laboratoacuterio As extraccedilotildees foram realizadas 1 mecircs e 4 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego e os valores encontrados estatildeo apresentados na Tabela 321

Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 1898

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 053

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9085

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 8790

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 2348

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 054

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9206

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9055

1 mecircs

4 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova e fechamento dos furos da extraccedilatildeo pode

ser visualizado na Figura de 330

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis

119

Assim como para os outros dois trechos monitorados para melhor visualizaccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais utilizados nas camadas do trecho monitorado do Trevo dos

Quarteacuteis foi confeccionada a Tabela 322 que resume todos os dados obtidos

Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

Continua

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

120

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS

331 Macrotextura

A determinaccedilatildeo da Macrotextura da superfiacutecie do concreto asfaacuteltico foi realizada pelo

meacutetodo da mancha de areia seguindo a norma ASTM E 9652006 Em todos os trechos

experimentais foi adotado cinco estacas para realizaccedilatildeo do ensaio sendo em todos os trechos

realizado nas estacas 3 5 7 9 e 11 sendo realizado o ensaio na trilha de roda externa da faixa

externa (mais carredada)

Este ensaio serve para verificar a profundidade meacutedia da Macrotextura (HS) da

superfiacutecie do pavimento Esta Macrotextura possibilita o escoamento da aacutegua que chegar

nesta superfiacutecie quanto maior a macrotextura maior o escoamento Sua classificaccedilatildeo segundo

o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) estaacute apresentada na Tabela 323

Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia

gt 120Muito Grossa

Fina 021 - 040

Meacutedia 041 - 080

Grossa 081 - 120

Classificaccedilatildeo Limites de HS

Muito Fina lt 020

Fonte DNIT 2006

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

121

A Figura 331 ilustra o processo de realizaccedilatildeo do ensaio de mancha de areia

(a) Limpeza da superfiacutecie (b) Colocaccedilatildeo da areia padronizada

(c) Espalhamento da areia (d) Coleta dos dados de diacircmetro

Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia

Este ensaio foi realizado nos periacuteodos de 1 mecircs 6 meses 13 meses 19 meses e 25

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima na Avenida Heacutelvio Basso foram nos

periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13 meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego No trecho do

Trevo dos Quarteacuteis apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego foi realizado o primeiro ensaio depois de 1

mecircs o segundo levantamento foi 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

332 Microtextura

Os ensaios de Microtextura foram realizados com o Pecircndulo Britacircnico e seguiu a

norma ASTM E 3032008 sendo realizados nas mesmas datas e locais do ensaio de Mancha

122

de Areia nos trecircs trechos monitorados para posterior cruzamento dos dados dos dois ensaios e

determinaccedilatildeo do valor do International Friction Index (IFI)

Este ensaio tem como principal objetivo medir a textura dos agregados que estatildeo

aparentes na mistura naquele momento do ensaio determinando se este agregado estaacute polido

ou rugoso como eacute mostrado na Tabela 324

Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico

Muito Rugosa gt 75

Medianamente Rugosa 47 - 54

Rugosa 55 - 75

Perigosa lt 25

Muito Lisa 25 - 31

Lisa 32 - 39

Insuficientemente Rugosa 40 - 46

Classificaccedilatildeo Limites de VRD

Fonte DNIT 2006

Foi feita a limpeza da superfiacutecie do pavimento no mesmo ponto onde foi realizada a

mancha de areia Posicionou-se o pecircndulo e fez-se seu nivelamento testando para que a

sapata passasse exatamente entre dois pontos especiacuteficos Desta forma garante-se que o

ensaio esta sendo realizado com a mesma aacuterea de contato A partir deste ajuste o pavimento

foi molhado sempre que a leitura fosse feita sendo que foram coletadas cinco determinaccedilotildees

para cada ponto A Figura de 332 ilustra a realizaccedilatildeo dos ensaios de Pecircndulo Britacircnico

(a) Colocaccedilatildeo do Pecircndulo na posiccedilatildeo (b) Ajuste do Pecircndulo

Continua

123

(c) Umidificaccedilatildeo da superfiacutecie (d) Realizaccedilatildeo do ensaio

(e) Realizaccedilatildeo do ensaio (f) Coleta de dados

Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico

333 International Friction Index - IFI

Para fazer o caacutelculo do IFI deve-se fazer o cruzamento dos dados do ensaio da

macrotextura e da microtextura encontrados nos ensaios de Mancha de Areia e Pecircndulo

Britacircnico Com o caacutelculo do IFI eacute possiacutevel verificar se o pavimento estaacute proporcionando

condiccedilotildees de atrito e seguranccedila ao usuaacuterio Os intervalos de atrito para avaliaccedilatildeo do

pavimento estatildeo apresentados na Tabela 325 seguindo DNIT (2006)

124

Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI

Peacutessimo

Ruim 006 012

Regular 013 016

Bom 017 03

Oacutetimo

Limites de IFI

lt006

gt030

Fonte DNIT 2006

Usando algumas equaccedilotildees que seguem a norma ASTM E 19601998 eacute possiacutevel chegar

a valores harmonizados do IFI para velocidade padratildeo de 60 kmh ou para qualquer outra

velocidade plotando um graacutefico que possibilita o encontro de um valor de atrito para qualquer

velocidade como eacute mostrado na Figura 333 segundo Aps (2006)

Figura 333 Modelo de IFI

Fonte APS 2006

334 International Roughness Index ndash IRI

O ensaio de irregularidade longitudinal do pavimento (International Roughness Index

ndash IRI) foi realizado seguindo a norma ASTM E 9502004 utilizando sensores a laser Este

125

levantamento foi realizado no aos 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida

Roraima aos 9 16 e 21 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso e aos 2 e

7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego no Trevo dos Quarteacuteis

Este ensaio tem por finalidade o levantamento das irregularidades longitudinais

existentes no pavimento ao longo do trecho e nesta pesquisa foi realizado com uma barra

com cinco sensores a laser colocado na parte frontal de um veiacuteculo como mostrado na Figura

334 que se desloca pela via medindo a irregularidade do pavimento Nos trechos

monitorados estudados este levantamento foi realizado pela empresa Pavesys nas duas faixas

de rolamento (interna e externa) poreacutem seratildeo analisados apenas os dados obtidos na faixa

externa por se tratar da faixa mais carregada

Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR

As medidas de ATR (Afundamento em Trilha de Roda) foram realizadas utilizando a

barra com cinco sensores a laser concomitantemente com o ensaio de IRI nas faixas internas

e externas de rolamento poreacutem para obtenccedilatildeo dos ATR avalia-se apenas a irregularidade

transversal agrave via A Figura 335 ilustra um exemplo de ATR bastante elevado segundo Balbo

(2007)

126

Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel

Fonte Balbo 2007

336 Levantamento de Defeitos

A avaliaccedilatildeo de defeitos foi realizada obedecendo ao manual de execuccedilatildeo de trechos

monitorados da Rede Temaacutetica do Asfalto (2012) Este levantamento tem como objetivo a

avaliaccedilatildeo do desempenho dos pavimentos dos trechos experimentais frente agrave accedilatildeo do traacutefego e

do clima verificando assim sua capacidade mecacircnica ao longo do tempo Esta avaliaccedilatildeo em

todos os trechos experimentais foi realizada nas duas faixas de rolamento Uma tabela foi

montada e estaacute formatada para anotar os defeitos em um retacircngulo de um metro de

comprimento por um terccedilo da largura da faixa Um exemplo desta avaliaccedilatildeo estaacute apresentado

na Figura 336

127

TIF-BTIF-B

12m3m

Trecho Monitorado RORAIMA - 19122013

TIT-A TIT-BTIF-A

1m 2m 11m

TE

4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m

Faixa

Interna

TE

TI

CE

TIT-B

Faixa

Externa

TI

CE

TIF-B

Estaca 10

TIF-A

AFLTIF-B

Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas

Onde TIF-B Trinca Interligada de Fadiga severidade Baixa

TIF-A Trinca Interligada de Fadiga severidade Alta

TIT-B Trinca Isolada Transversal severidade Baixa

TIT-A Trinca Isolada Transversal severidade Alta

AFL Afundamentos Localizados

Os levantamentos na Avenida Roraima foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 6

meses 13 meses 19 meses e 25 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute na primeira avaliaccedilatildeo

de defeitos foi verificado algum tipo de defeito como trincas longitudinais e trincas

transversais com severidades baixas e altas No ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do

traacutefego o pavimento jaacute apresentava trincas interligadas por fadiga de severidade alta e ateacute

mesmo afundamentos localizados

Na Avenida Heacutelvio Basso foi realizada a avaliaccedilatildeo nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13

meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego sendo que o primeiro defeito a ser verificado

foi durante a realizaccedilatildeo do levantamento de 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego onde foram

visualizadas pequenas trincas isoladas transversais e longitudinais de severidade baixa

No Trevo dos Quarteacuteis realizou-se uma avaliaccedilatildeo logo apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

sendo que o pavimento estava em perfeitas condiccedilotildees de rolamento sem a apresentaccedilatildeo de

128

defeitos Poreacutem 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego pocircde-se verificar a presenccedila de trincas

isoladas de severidade baixa em vaacuterios pontos do trecho monitorado

337 Viga Benkelman

Foi realizado o ensaio de determinaccedilatildeo das deflexotildees pela viga Benkelman seguindo a

norma DNIT ME 1332010 O ensaio foi realizado com a utilizaccedilatildeo de caminhatildeo de eixo

traseiro simples de rodas duplas com uma carga de aproximadamente 8200kg sobre o eixo

traseiro e pressatildeo de inflaccedilatildeo dos pneus de aproximadamente 055 MPa

Foram realizados os levantamentos em todas as estacas que compotildeem a extensatildeo do

trecho sendo que as distancias entre as estacas eram de 20 em 20 metros Assim no trecho da

Avenida Roraima que tem uma extensatildeo de 240 metros foram 13 estacas (estaca 0 a 12) jaacute

os outros dois trechos com extensatildeo de 300 metros foram medidas as deflexotildees em 15

estacas (estaca 1 a 15)

Na faixa externa de todos os trechos experimentais por se tratar da faixa mais

carregada foi realizado o levantamento com bacia completa nas distacircncias de 0cm 125cm

25cm 40cm 60cm 80cm 100cm 120cm 140cm 160cm 180cm 200cm 220cm 240cm

260cm 280cm e 300cm Na faixa interna foram realizados os levantamentos apenas nas

distacircncias 0cm 25cm e 300cm para obtenccedilatildeo apenas das deflexotildees maacuteximas e os raios de

curvatura de cada uma das estacas

Aleacutem da coleta das leituras das deflexotildees do pavimento foram realizadas tambeacutem as

leituras das temperaturas do pavimento em cada um dos pontos avaliados para uma posterior

correccedilatildeo das deflexotildees encontradas em funccedilatildeo da temperatura do pavimento Tais correccedilotildees

foram realizadas empregando o fator de correccedilatildeo da temperatura apresentado na Equaccedilatildeo 35

retirada do aacutebaco do DER-SP (2006) por Ribas (2014) Foi multiplicado cada valor de cada

distacircncia de deflexatildeo anotada em campo por esse fator encontrando assim a deflexatildeo em

cada ponto para uma temperatura de referecircncia de 25ordmC

(Equaccedilatildeo 35)

1)25(1000

1

tHc

Ft

129

Onde Ft= Fator de correccedilatildeo da temperatura

Hc = espessura do pavimento (cm)

t = temperatura do pavimento no momento do ensaio (ordmC)

Eacute possiacutevel se fazer o controle tecnoloacutegico construtivo das camadas do pavimento com

a medida de deflexatildeo Quando o ensaio eacute realizado nas camadas subjacentes agrave camada do

revestimento eacute pode se verificar a necessidade ou natildeo de uma melhor compactaccedilatildeo de uma

das camadas jaacute na camada do revestimento serve para verificar a necessidade de um reforccedilo

do pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso apresente deflexotildees muito

elevadas

O primeiro levantamento na Avenida Roraima foi realizado no dia 30112012 antes

da execuccedilatildeo do recapeamento asfaacuteltico os demais levantamentos foram realizados 1 mecircs 6

meses 13 meses 20 meses 23 meses e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Os

procedimento durante os levantamentos estatildeo representados na Figura 337

(a) Realizaccedilatildeo do ensaio de VB (b) Deslocamento do Caminhatildeo

(c) Mediccedilatildeo da temperatura da pista (d) Coleta dos dados de deflexatildeo

Continua

130

(e) Coleta de dados das deflexotildees (f) Exibiccedilatildeo da leitura de deflexatildeo

Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman

Na Avenida Heacutelvio Basso o primeiro levantamento foi realizado no dia 01032012 na

camada de base do pavimento antes da colocaccedilatildeo do revestimento asfaacuteltico apenas para

obtenccedilatildeo das deflexotildees maacuteximas no trecho O primeiro ensaio de Viga Benkelman no

revestimento asfaacuteltico foi realizado antes da liberaccedilatildeo do traacutefego no dia 16052013 os

demais ensaios foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 14 meses 17 meses e 21

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis a camada superior de revestimento foi realizada no dia 11 de

julho de 2014 e a liberaccedilatildeo do traacutefego foi no dia 15072014 O primeiro levantamento foi

realizado no dia 14 de agosto de 2014 1 mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego ainda foi realizado

ensaios com Viga Benkelman 3 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD

Foi realizada tambeacutem a determinaccedilatildeo das deflexotildees utilizando o deflectocircmetro de

impacto tipo Falling Weight Deflectometer - FWD seguindo especificaccedilatildeo indicada pela

norma DNER PRO 2731996 Foi utilizado equipamento de marca Kuab da empresa Pavesys

mostrado na Figura 338 e em todos os trechos monitorados foram realizadas nas mesmas

estacas onde foram feitos os ensaios com Viga Benkelman As bacias de deflexatildeo com este

equipamento ocorreram nas distacircncia de 0cm 20cm 30cm 45cm 60cm 90cm e 120cm por

sensores localizados nestas distacircncias como pode ser visto na Figura 338 (b)

131

(a) Equipamento FWD (b) Ceacutelula de carga e sensores

Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab

O levantamento com FWD ocorre atraveacutes da queda de um conjunto de massas

usualmente calibrado com uma carga de aproximadamente 4100kgf causando a propagaccedilatildeo

de uma energia de deslocamento nas camadas do pavimento Esta energia eacute captada por

sensores posicionados nestas distacircncias mencionadas e assim se obteacutem as deflexotildees tiacutepicas do

pavimento no momento do ensaio

Este ensaio foi realizado no dia 21 de janeiro de 2013 somente na Avenida Roraima

aproximadamente 2 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego e no dia 02 de fevereiro de 2014 nas

Avenidas Roraima (14 meses) e Heacutelvio Basso (9 meses) Jaacute nos dias 13102014 e 18022015

realizaram-se estes levantamentos nos trecircs trechos monitorados sendo 23 e 27 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima 17 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 3 e 7

meses no Trevo dos Quarteacuteis Assim como no ensaio realizado com a Viga Benkelman a

coleta dos dados realizada com o FWD possibilita verificar se a camada do revestimento

necessita ou natildeo de um reforccedilo no pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso

apresente deflexotildees muito elevadas

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise

Com os valores de deflexatildeo tanto da Viga Benkelman quanto do FWD jaacute corrigidos

para a temperatura de 25ordmC fez-se uso do software BAKFAA (2013) para realizaccedilatildeo da

132

retroanaacutelise das bacias de deformaccedilatildeo para estimar os Moacutedulos de Resiliecircncia (MR) das

camadas que compotildeem cada trecho monitorado

O software admite apenas bacias de no maacuteximo 7 pontos de distacircncias de leituras em

uma uacutenica estaca como nos ensaios realizados com Viga Benkelman eacute possiacutevel a coleta de

ateacute 17 leituras de deflexotildees nas distacircncias citadas no Item 341 para cada estaca Nas bacias

com mais de 7 leituras coletadas foram escolhidos apenas os 7 primeiros pontos de forma a

bem representar a bacia de deflexotildees uma vez que estes pontos tem uma maior

representatividade nos valores de moacutedulo de resiliecircncia das camadas do pavimento

Como o software esta calibrado para um carregamento utilizado no ensaio de FWD

onde a carga eacute aplicada em apenas uma aacuterea foi necessaacuterio realizar tambeacutem uma adequaccedilatildeo

da aacuterea de contato pneu pavimento no ensaio de Viga Benkelman Essa adequaccedilatildeo foi feita

atraveacutes do caacutelculo da aacuterea equivalente de aplicaccedilatildeo de carga passando de duas aacutereas de

contato real (duas rodas) para uma aacuterea de contato equivalente de um ciacuterculo como no caso

da aacuterea de contato do FWD

Com os valores de deflexotildees corrigidos as espessuras das camadas os coeficiente de

Poisson adotados de cada uma das camadas e a carga equivalente bem como o raio de contato

equivalente jaacute calculados foram inseridos no software e realizadas as retroanaacutelises atraveacutes da

interface do programa como apresentado na Figura 339

Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA

133

Os coeficientes de Poisson utilizados nessa pesquisa foi 030 para materiais asfaacutelticos

a 25ordmC tendo como referecircncia Specht (2004) Segundo Medina e Motta (2015) para materiais

granulares eacute indicado coeficiente de Poisson igual a 035 para solos argilosos como esta no

subleito dos trechos eacute indicado coeficiente de Poisson de 045

O programa apresenta a curva obtida em campo e uma curva teoacuterica de deflexatildeo

gerada pelo programa bem como os valores de MR estimados de cada camada Este

procedimento busca o melhor ajuste da curva encontrada no programa com a curva

encontrada no levantamento de campo

Para isso eacute variado os valores de moacutedulos previstos tentando reduzir ao maacuteximo o

valor do erro meacutedio quadraacutetico (RMS) correspondente ao ajuste das duas curvas (teoacuterica e de

campo) Quando o valor do erro ficava o mais baixo possiacutevel eram salvos os valores de MR

encontrados no BAKFAA

Com os valores de MR de cada camada referente a cada levantamento realizou-se um

tratamento estatiacutestico onde se obteve a meacutedia dos valores de MR e o desvio padratildeo Para

definir o valor a ser considerado optou-se por utilizar um intervalo de aceitaccedilatildeo atraveacutes da

Equaccedilatildeo 36 de maneira semelhante ao DNER PRO 0111979 Como o nuacutemero de amostras eacute

de 13 para Avenida Roraima e 15 tanto para a Avenida Heacutelvio Basso quanto para o Trevo dos

Quarteacuteis em cada levantamento a DNER PRO 0111979 indica a utilizaccedilatildeo de z = 25 poreacutem

para ter uma maior confiabilidade nos dados utilizou-se z = 20

Equaccedilatildeo 36

Onde

= Meacutedia dos n valores de Moacutedulo de Resiliecircncia da camada

z = Coeficiente de majoraccedilatildeo e minoraccedilatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero de amostras

ζ = Desvio padratildeo

Os valores que ficavam fora desse intervalo de aceitaccedilatildeo eram retirados e

recalculavam-se os valores da meacutedia e do desvio padratildeo e mais uma vez era verificado o

intervalo de aceitaccedilatildeo ateacute que natildeo houvesse mais valores fora deste intervalo e assim era

obtido o valor da meacutedia dos MR de cada camada em cada levantamento

zxIntervalo

x

134

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS

Neste capitulo estatildeo apresentados analisados e discutidos os resultados dos

procedimentos de monitoramento dos trechos estudados bem como dos modelos empiacutericos de

previsatildeo de desempenho de cada um dos paracircmetros avaliados Estatildeo apresentadas tambeacutem

comparaccedilotildees dos modelos encontrados neste estudo com os modelos de previsatildeo de

desempenho apresentados na literatura para avaliar o comportamento das estruturas que foram

monitoradas durante esta pesquisa

Os modelos gerados nesta pesquisa tem seu espaccedilo de inferecircncia bem definido Foram

obtidos para as condiccedilotildees climaacuteticas da regiatildeo materiais utilizados na construccedilatildeo das

camadas dos trechos e traacutefego que solicitou cada trecho Por se tratar de trechos onde a

solicitaccedilatildeo foi feita basicamente por veiacuteculos leves e comerciais com baixa capacidade de

carga os nuacutemeros de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo foram razoavelmente baixos

necessitando assim de um periacuteodo maior de monitoramento

Assim todos os modelos apresentados nesta pesquisa devem ser utilizados em

intervalos restritos ao nuacutemero de solicitaccedilatildeo (N) encontrados no uacuteltimo ensaio realizado em

cada paracircmetro Qualquer extrapolaccedilatildeo pode apresentar valores improacuteprios ao esperado para

o paracircmetro que se busca obter a previsatildeo do desempenho do pavimento

Todas as anaacutelises dos paracircmetros foram feitas em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes ao eixo padratildeo sendo calculado o FEC conforme recomendaccedilotildees da AASHTO

pelo fato dos modelos utilizados para comparaccedilatildeo na literatura apresentarem tambeacutem seus

modelos segundo a AASHTO Poreacutem calculou-se tambeacutem a solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo

padratildeo segundo as recomendaccedilotildees da USACE no caacutelculo do FEC por ser a forma caacutelculo

utilizada no Brasil encontrando assim a correlaccedilatildeo entre os dois meacutetodos para os trechos

monitorados o que pode ser verificado na Tabela 41 Os caacutelculos dos FECs pelas

metodologias da AASHTO e USACE utilizaram as formulaccedilotildees indicadas pelo Manual de

Traacutefego do DNIT (2006)

Aleacutem disso satildeo mostrados no decorrer da pesquisa os modelos de previsatildeo de

desempenho para cada paracircmetro analisado calculados tanto pelo N da AASHTO quanto pelo

da USACE a fim de facilitar a utilizaccedilatildeo dos modelos e natildeo haver necessidade de

transformaccedilatildeo de um meacutetodo para outro

136

Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo

2013 357E+05 513E+05 144

2014 361E+05 510E+05 141

2013 512E+05 866E+05 169

2014 593E+05 990E+05 167

Trevo dos Quarteacuteis 2014 547E+05 118E+06 217

Roraima

Heacutelvio Basso

Trecho MonitoradoPeriodo Contagem

(ano)NAASHTO NUSACE

41 MACROTEXTURA

Um paracircmetro que foi analisado durante o monitoramento dos trechos foi o

desempenho da macrotextura do pavimento agrave medida que era solicitado A partir dos dados

obtidos com os levantamentos realizados nos trechos monitorados desde o primeiro mecircs apoacutes

a abertura ao traacutefego e com o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo para cada

trecho foi possiacutevel compilar os dados apresentados na Tabela 42 com valores de meacutedia

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo da profundidade de macrotextura para cada um dos

trechos nos periacuteodos de monitoramento

Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 057 007 1204 064 050

6 179E+05 257E+05 040 003 833 043 037

13 388E+05 557E+05 044 006 1286 049 038

19 569E+05 812E+05 042 008 1834 050 034

25 749E+05 107E+06 047 003 547 050 045

1 435E+04 736E+04 035 006 1565 041 030

7 299E+05 505E+05 030 005 1563 035 025

13 638E+05 107E+06 029 001 451 031 028

19 934E+05 157E+06 030 004 1239 034 026

1 464E+04 101E+05 068 011 1613 079 057

6 274E+05 594E+05 048 005 1021 053 043

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Roraima

Heacutelvio

Basso

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Macrotextura

Meacutedia (mm)

Desvio Padratildeo

(mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)NUSACE

Verifica-se na Tabela 42 que os valores de desvio padratildeo mostraram-se relativamente

baixos poreacutem alguns valores de coeficiente da variaccedilatildeo foram um pouco altos como o obtido

137

no ensaio realizado no 19ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego da Avenida Roraima Esse valor

pode ter dado alto devido a variaccedilotildees de macrotextura entre os pontos de leitura ao longo do

trecho ou seja alguns pontos podem ter um desgaste na superfiacutecie do pavimento diferente de

outros causando variaccedilatildeo nos valores de macrotextura entre os pontos da pista Com os dados

da Tabela 42 confeccionou-se o graacutefico mostrado na Figura 42 e assim analisar o

comportamento da macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo de forma mais eficaz

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Pro

fun

did

ad

e d

a M

acr

ote

xtu

ra (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo dos

Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

textura muito fina

textura meacutedia

textura fina

textura grossa

Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo

Nos graacuteficos da Figura 41 satildeo apresentadas as macrotexturas dos trechos monitorados

da Avenida Roraima Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis O pavimento da Avenida Roraima

obteve a classificaccedilatildeo de textura meacutedia no intervalo entre 041 e 080 mm o que indica que o

pavimento teraacute bom escoamento de aacutegua O uacutenico valor que ficou fora deste intervalo de

classificaccedilatildeo foi o ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem bastante

proacuteximo desta classificaccedilatildeo podendo ser ateacute mesmo classificado nesta textura uma vez que o

intervalo entre a meacutedia mais o desvio padratildeo estaacute dentro desta classificaccedilatildeo

Observou-se ainda que ocorreu um aumento no valor da macrotextura no ultimo

ensaio da Avenida Roraima isso pode ter ocorrido devido ao aparecimento de trincas

interligadas de fadiga com severidade alta (com esborcinamento nas juntas das trincas) como

56801061710628 7213

AASHTOAASHTORNNMA

Rsup2 = 071

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHBNNMA

Rsup2 = 095

138

seraacute comprovado no item 46 o que causou uma descontinuidade na superfiacutecie do pavimento

e por consequecircncia um aumento na macrotextura

A Avenida Heacutelvio Basso teve seus valores de Macrotextura na faixa entre 021 e 040

o que classifica o pavimento como tendo uma textura fina dificultando assim o escoamento

da aacutegua em periacuteodos chuvosos causando inseguranccedila ao usuaacuterio A macrotextura deste trecho

pode ter se apresentado baixa devido ao arranjo granulomeacutetrico da mistura e do grau de

compactaccedilatildeo mais alto em relaccedilatildeo aos outros dois trechos causando assim um fechamento

maior dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Foram mostrados tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho da macrotextura

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo

padratildeo calculados pelos meacutetodos da AASHTO Como foram realizados apenas dois

levantamentos no Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o trecho teve sua liberaccedilatildeo ao traacutefego a

pouco tempo natildeo foi realizado um modelo de previsatildeo de desempenho para este paracircmetro

neste trecho monitorado sendo realizada apenas uma observaccedilatildeo do comportamento da

macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

Observa-se que houve uma reduccedilatildeo no valor da macrotextura agrave medida que o

pavimento foi solicitado no Trevo dos Quarteacuteis o que tambeacutem aconteceu nos outros dois

trechos monitorados Isso acontece devido ao preenchimento dos vazios existentes na

superfiacutecie do pavimento com sujeiras e ateacute mesmo borracha dos pneus dos veiacuteculos Esta

reduccedilatildeo ocorre principalmente nos periacuteodos iniciais pelo fato de que a primeira leitura foi

realizada logo apoacutes a liberaccedilatildeo da via aos veiacuteculos logo os vazios foram pouco preenchidos e

a macrotextura se apresenta bem mais alta

Vale salientar ainda que o trecho da Avenida Roraima tem velocidade de

deslocamento maacutexima permitida de 50kmh a Avenida Heacutelvio e o Trevo dos Quarteacuteis tem

velocidade maacutexima de deslocamento na via de 60kmh Assim pode-se dizer que todos os

trechos estatildeo de acordo com as indicaccedilotildees de macrotextura uma vez que para trechos com

macrotextura fina eacute indicada velocidades inferiores a 80kmh

Para verificaccedilatildeo da confiabilidade nos modelos de previsatildeo de macrotextura obtidos

ateacute o momento fez-se o graacutefico da Figura 42 onde eacute feita uma correlaccedilatildeo dos valores obtidos

em campo (observados) pelos valores encontrados com os modelos de previsatildeo de

desempenho Quanto mais valores proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

139

020

025

030

035

040

045

050

055

060

065

020 025 030 035 040 045 050 055 060 065

Ma

cro

tex

tura

Ca

lcu

lad

a (

mm

)

Macrotextura Observada (mm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura

Verifica-se na Figura 42 que os valores dos modelos estatildeo bem proacuteximos das retas

principalmente para os da Avenida Heacutelvio Basso comprovando que os modelos estatildeo de

acordo com o comportamento visualizado em campo Para corroborar com a confiabilidade

dos modelos de previsatildeo de desempenho foi feito a Tabela 43 onde estaacute em resumo os dois

modelos encontrados para o paracircmetro de macrotextura bem como seus respectivos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) que mostra em percentagem o quanto o modelo consegue

explicar os valores encontrados durante o ensaio e Erro Padratildeo de Estimativa (p) que avalia

a precisatildeo na unidade de medida do paracircmetro estudado pelo caacutelculo da raiz da soma das

diferenccedilas quadradas dividida pelo nuacutemero de amostras menos dois

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

071 0043

095 0007

071 0043

095 0007

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

AASHTO

USACE56801036510264 7213

USACEUSACER NNMA

56801061710628 7213

AASHTOAASHTOR NNMA

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHB NNMA

35901041110766 7214

USACEUSACEHB NNMA

140

Onde MA = Valor de Macrotextura da superfiacutecie do pavimento (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 apresentados na Tabela 43 satildeo considerados bons comprovando

que o ajustamento dos modelos estaacute de acordo com os valores medidos Pode-se verificar

tambeacutem que os erros padratildeo de estimativa estatildeo bastante baixos mostrando que os valores

encontrados com os modelos estatildeo bem proacuteximos aos valores apresentados em campo Foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 43 para comparaccedilatildeo dos modelos de previsatildeo de

desempenho encontrados para o paracircmetro de macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero equivalente

de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 865E+05 108E+06 130E+06

000

010

020

030

040

050

060

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

Ma

cro

tex

tura

(m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura

141

Os valores da macrotextura encontrados nos modelos para Avenida Heacutelvio Basso

deram bem inferiores aos da Avenida Roraima devido ao arranjo granulomeacutetrico e ao grau de

compactaccedilatildeo que foi um pouco maior na Avenida Heacutelvio Basso causando assim o

fechamento dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Os modelos de previsatildeo de desempenho das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo

de acordo com o esperado ao longo do tempo com maior reduccedilatildeo inicial e posteriormente

um periacuteodo em que a macrotextura continua reduzindo de forma menor com valores quase

constantes Poreacutem o modelo da Avenida Roraima tem comportamento adequado somente

para um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo mais baixo mas a elevaccedilatildeo no

valor da macrotextura com o aumento do nuacutemero de solicitaccedilotildees natildeo eacute esperado o motivo

desta elevaccedilatildeo foi devido ao surgimento de fissuras causando o aumento no valor da

macrotextura

42 MICROTEXTURA

Outro paracircmetro assim como a macrotextura que faz uma avaliaccedilatildeo funcional do

pavimento eacute a microtextura que neste estudo foi obtido com o Pecircndulo Britacircnico como

mostrado no item 332 Atraveacutes dos ensaios foram obtidos os valores meacutedios de microtextura

para os trecircs trechos monitorados agrave medida que o trecho era solicitado pelo traacutefego A Tabela

44 mostra os valores meacutedios obtido de microtextura bem como seus respectivos valores de

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 8425 428 508 8853 7997

6 179E+05 257E+05 7948 1222 1537 9170 6726

13 388E+05 557E+05 2980 254 853 3234 2726

19 569E+05 812E+05 3248 179 552 3427 3069

25 749E+05 107E+06 3752 208 555 3960 3544

1 435E+04 736E+04 8596 299 348 8895 8297

7 299E+05 505E+05 3532 131 370 3663 3401

13 638E+05 107E+06 3920 387 987 4307 3533

19 934E+05 157E+06 3412 258 755 3670 3154

1 464E+04 101E+05 7340 285 388 7625 7055

6 274E+05 594E+05 3116 091 294 3207 3025

Coef Variaccedilatildeo

()Meacutedia + DP

Trecho

MonitoradoDesvio Padratildeo Meacutedia - DP

Periodo Ensaio

(meses)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

NAASHTO

Microtextura

MeacutediaNUSACE

142

Observou-se na Tabela 44 que os valores de desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego da Avenida Roraima estatildeo um pouco elevados em

relaccedilatildeo aos outros ensaios no entanto os valores obtidos nos demais ensaios foram bem

baixos mostrando a regularidade de operaccedilatildeo durante os ensaios Com os dados desta tabela

realizou-se a Figura 44 que mostra o desempenho da microtextura em funccedilatildeo do nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo nos trecircs trechos monitorados

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Mic

rote

xtu

ra (

BP

R)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

QuarteacuteisPerigosa

Muito Lisa

Lisa

Mediamente Rugosa

Rugosa

Muito Rugosa

Insuficientemente Rugosa

Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo

Na Figura 44 eacute possiacutevel verificar uma grande queda no valor da microtextura do

ensaio realizado no 6ordm meses para o ensaio realizado no 13ordm meses apoacutes a liberaccedilatildeo do trafego

na Avenida Roraima Esta queda pode ter ocorrido pelo fato de o agregado ter perdido a

peliacutecula de ligante asfaacuteltico que o cobria passando o mesmo a sofrer desgaste atraveacutes da

solicitaccedilatildeo do traacutefego diminuindo assim sua textura Outra verificaccedilatildeo eacute que a Avenida

Roraima apresentou no ensaio de 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego o menor valor de

microtextura isso pode ter ocorrido pelo fato de o agregado deste trecho ter valores de textura

inferior aos da Avenida Heacutelvio Basso o que foi mostrado no ensaio de AIMS realizados no

CENPES

A mesma queda no valor da microtextura pode ser visualizada tambeacutem para os outros

dois trechos poreacutem esta queda ocorreu em um menor periacuteodo de tempo Apesar da reduccedilatildeo da

72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

Rsup2 = 086

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

Rsup2 = 085

143

microtextura nos trechos da Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis terem ocorrido num

periacuteodo de tempo menor que a da Avenida Roraima o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do

eixo padratildeo em que ocorreu essa reduccedilatildeo foi bem proacuteximo para os trecircs casos comprovando

assim que o nuacutemero de solicitaccedilotildees tem grande interferecircncia no valor da microtextura

A reduccedilatildeo no valor da microtextura no trecho do Trevo dos Quarteacuteis foi de

aproximadamente 58 passando a microtextura de uma classificaccedilatildeo rugosa para uma

classificaccedilatildeo lisa na Avenida Heacutelvio Basso a reduccedilatildeo foi de 59 chegando a uma

classificaccedilatildeo de microtextura insuficientemente rugosa Jaacute a Avenida Roraima teve a maior

reduccedilatildeo de um ensaio para outro tal reduccedilatildeo foi de 63 quando a microtextura no terceiro

ensaio foi classificada como muito lisa no penuacuteltimo e no ultimo ensaio passou a ter uma

classificaccedilatildeo de microtextura lisa

Assim como no paracircmetro de macrotextura foi realizado o graacutefico da Figura 45 onde

eacute verificada a confiabilidade dos modelos de previsatildeo de microtextura obtidos para os dois

trechos monitorados com a correlaccedilatildeo dos valores obtidos em campo (observados) pelos

valores encontrados com os modelos de previsatildeo de desempenho Quanto mais valores

proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Mic

rote

xtu

ra C

alc

ula

da

(B

PR

)

Microtextura Observada (BPR)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura

144

Verifica-se na Figura 45 que os valores obtidos com o modelo de previsatildeo de

desempenho de microtextura para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo bem coerentes

em relaccedilatildeo aos valores obtidos em campo Desta forma a confiabilidade nos modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados para este paracircmetro nos dois trechos monitorados eacute alta

Mostra-se na Tabela 45 resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

para a microtextura e os valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p) para cada modelo

Quanto maior o valor de Rsup2 e menor o valor de p maior a confiabilidade do modelo

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (BPR)

086 1140

085 1192

086 1141

085 1183USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

AASHTO72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

75971053110918 4211

USACEUSACER NNMI

02891008110804 4211

USACEUSACEHB NNMI

Onde MI = Valor de Microtextura da superfiacutecie do pavimento (BPR)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (BPR)

Os valores de Rsup2 mostraram-se alto comprovando que o ajustamento dos modelos

condiz com os valores obtidos em campo poreacutem os valores de p apresentaram-se elevados

uma vez que se obtiveram valores de microtextura proacuteximos a 30 durante os ensaios e o p foi

aproximadamente 38 deste valor nas avenidas Roraima e Heacutelvio Basso Assim deve haver

parcimocircnia durante a utilizaccedilatildeo destes modelos todavia serve como balizadores de provaacuteveis

resultados a serem encontrados na via Realizou-se um comparativo entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho para microtextura que estaacute mostrado na Figura 46

145

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)M

icro

tex

tura

(B

PR

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura

A Figura 46 mostra um comportamento bem similar entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados com uma queda bem acentuada na microtextura nas

primeiras idades e uma pequena estabilidade no valor com o passar do tempo mesmo com o

acuacutemulo de solicitaccedilotildees Poreacutem o modelo da Avenida Roraima natildeo se comportou

adequadamente a partir do nuacutemero acumulado de solicitaccedilatildeo de 60x105 pois se visualiza um

aumento no valor da microtextura o que possivelmente natildeo deveria e pode natildeo se confirmar

nas proacuteximas mediccedilotildees

43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI

O international Friction Index eacute o valor harmonizado do atrito pneu-pavimento que

possibilita maior seguranccedila em manobras de curvas e frenagem dos veiacuteculos Os valores de

IFI foram obtidos pela combinaccedilatildeo dos valores de Macrotextura e Microtextura utilizando

tais valores nas formulas contidas na norma ASTM E 19601998 sendo que o ensaios de

Macro textura e Microtextura devem ser realizados na mesma data e local somente assim eacute

146

possiacutevel o a combinaccedilatildeo dos valores e a obtenccedilatildeo do IFI Para o trecho monitorado da

Avenida Roraima realizou-se a confecccedilatildeo do graacutefico apresentado na Figura 47 onde eacute

apresentado o comportamento dos valores de atrito em cada um dos periacuteodos de ensaio em

funccedilatildeo da velocidade de deslocamento do veiacuteculo

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

13 meses

19 meses

25 meses

Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima

Pode-se verificar no graacutefico da Figura 47 que agrave medida que a velocidade aumenta o

atrito pneu pavimento reduz poreacutem no ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

essa reduccedilatildeo ocorre de maneira mais significativa Este fato ocorre pelo fato de o valor de

macrotextura ser o menor encontrado nesta data em todos os ensaios uma vez que a

macrotextura eacute responsaacutevel pela aderecircncia pneu-pavimento nas velocidades meacutedias e altas

Verifica-se tambeacutem que com o passar do tempo e com o acuacutemulo de solicitaccedilotildees no

pavimento houve uma reduccedilatildeo nos valores de IFI para uma mesma velocidade como jaacute era

de se esperar mas a partir do 13ordm mecircs de solicitaccedilotildees os valores se mantiveram quase

constantes para uma mesma velocidade Isso ocorreu devido agrave estabilizaccedilatildeo e constacircncia nos

valores principalmente de macrotextura Encontrou-se tambeacutem os modelos de IFI para

AASHTO (Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma

147

velocidade de 60 kmh uma vez que essa eacute a velocidade padratildeo da norma ASTM E

19601998 utilizada no calculo do IFI

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 099

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 099

Para Avenida Heacutelvio Basso obtiveram-se os graacuteficos da Figura 48 tambeacutem pela

combinaccedilatildeo de Macrotextura e Microtextura obtidos nos ensaios realizados no trecho

monitorado em suas respectivas datas A figura mostra ainda o modelo de previsatildeo de

desempenho de IFI encontrado para este trecho estudado

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

7 meses

13 meses

19 meses

Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso

Visualiza-se na Figura 48 que haacute uma reduccedilatildeo significativa nos valores do IFI em

todos os periacuteodos de monitoramento com o aumento das baixas velocidades por exemplo

quando aumentada a velocidade de 20 kmh para 40 kmh haacute uma reduccedilatildeo no valor de atrito

de ateacute 60 no ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Isso ocorreu justamente

148

pelo fato de este trecho ter apresentado os menores valores de macrotextura classificada

como fina e assim reduzindo excessivamente o valor de IFI com o aumento da velocidade

Nota-se ainda que a uma velocidade de 100 kmh os valores de atrito em praticamente

todos os periacuteodos de monitoramento satildeo bem proacuteximos de zero o que eacute extremamente

inseguro para o usuaacuterio da via Encontrou-se ainda os modelos de IFI para AASHTO

(Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma velocidade

de 60 kmh

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 089

18003210279 7214

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 089

No Trevo dos Quarteacuteis a combinaccedilatildeo dos dados de macrotextura e microtextura

obtidos nos ensaios realizados no primeiro e no sexto mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deu

origem aos dois graacuteficos apresentados na Figura 49 Para este trecho natildeo foi desenvolvido

modelo de previsatildeo de desempenho para o IFI pelo curto periacuteodo de tempo para coleta de

dados e seria prematura a realizaccedilatildeo de um modelo com apenas dois levantamentos de dados

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis

149

Apesar do curto periacuteodo de tempo decorrido desde o iniacutecio da utilizaccedilatildeo da via ateacute a

realizaccedilatildeo do ultimo levantamento eacute possiacutevel verificar no graacutefico da Figura 49 que houve

uma reduccedilatildeo bastante significativa nos valores de atrito para uma mesma velocidade Neste

caso esta reduccedilatildeo pode ter ocorrido principalmente pela reduccedilatildeo da microtextura que foi de

58 ocasionando assim a reduccedilatildeo no valor do IFI Foi montada a Tabela 46 que apresenta o

valor de erro padratildeo de estimativa que quanto menor o valor mais confiaacutevel eacute o modelo para

o trecho monitorado

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p

099 0009

089 0018

099 0009

089 0018

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

Avenida RoraimaAASHTO

USACEAvenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI

1801003210279 7214

USACEUSACEHB NNIFI

Onde IFI = Valor harmonizado de atrito para veiacuteculos deslocando-se agrave 60kmh

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

Verificou-se na Tabela 46 que os valores de p satildeo baixos confirmando a

confiabilidade dos modelos mostrados Aleacutem da Tabela 46 fez-se o graacutefico da Figura 410

para verificar o ajuste dos modelos encontrados visualizando se os pontos estatildeo proacuteximos ou

natildeo da reta de igualdade quanto mais proacuteximos da reta estiverem os pontos maior a

confiabilidade do modelo

Observando a Figura 410 nota-se que os pontos ficaram bastante proacuteximos a linha o

que mostra que a coerecircncia entre os valores calculados pela correlaccedilatildeo entre a Macrotextura e

a Microtextura e os valores calculados pelos modelos

150

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000 005 010 015 020 025 030 035 040

IFI

Ca

lcu

lad

o p

elo

Mo

del

o (

60

km

h)

IFI Calculado pela Macrotextura e Microtextura (60kmh)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI

Fez-se tambeacutem uma comparaccedilatildeo entre os modelos de IFI das Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso confeccionando o graacutefico do IFI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que estaacute mostrado na Figura 411

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

IFI

(60

km

h)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa

151

Ambos os modelos de previsatildeo apresentaram uma queda nos valores de IFI com o

acuacutemulo do nuacutemero de solicitaccedilotildees o que condiz com o que apresentou os resultados obtidos

pelos levantamentos Poreacutem a reduccedilatildeo mostrada pelo modelo da Avenida Heacutelvio Basso foi

mais acentuada devido ao comportamento da macrotextura que teve o menor valor entre os

trecircs trechos monitorados Aleacutem disso o valor de IFI na Avenida Roraima aumenta a partir de

um determinado nuacutemero de solicitaccedilotildees este aumento ocorre devido principalmente aos

valores da macrotextura que aumentou devido ao surgimento de trincas

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI

O iacutendice de irregularidade longitudinal (IRI) informa o quatildeo desnivelado estaacute o

pavimento o que causa desconforto ao usuaacuterio ao trafegar pela via sendo mais um dos

paracircmetros funcionais analisado neste trabalho Os valores de IRI foram obtidos neste estudo

com o perfilocircmetro a laser nos periacuteodos de 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego da

Avenida Roraima nos periacuteodos de 9 16 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 2 e 7 meses

no Trevo dos Quarteacuteis Com os valores medidos de irregularidade sendo agrupados de 10 em

10 metros foi possiacutevel fazer os graacuteficos das Figuras 412 413 e 414 que mostra a

irregularidade meacutedia dos pavimentos ao longo dos trechos da Avenida Roraima Avenida

Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis respectivamente

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado

152

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado

153

Analisando as trecircs figuras eacute possiacutevel verificar que a menor irregularidade foi

observada no trecho do Trevo dos Quarteacuteis Quando observados os graacuteficos da Figura 412

verifica-se que as maiores irregularidades estatildeo no iniacutecio do trecho o que pode ser explicado

pela existecircncia de uma emenda da mistura asfaacuteltica colocada no trecho e ser um ponto onde

existe uma intersecccedilatildeo com uma rotatoacuteria com diferentes pontos de solicitaccedilotildees provocando

irregularidades Por isto foi retirado o primeiro ponto dos levantamentos realizados na

Avenida Roraima para realizaccedilatildeo da anaacutelise e obtenccedilatildeo dos modelos para este paracircmetro uma

vez que este ponto natildeo representa de forma correta a realidade da irregularidade longitudinal

existente no trecho monitorado

Com os valores meacutedios de irregularidade desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo de

cada trecho monitorado bem como com os valores de solicitaccedilotildees equivalente do eixo padratildeo

fez-se a Tabela 47 com esses valores e seus respectivos limites de aceitaccedilatildeo

Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 216 087 4012 303 129

22 628E+05 898E+05 217 079 3655 296 137

27 809E+05 115E+06 217 062 2839 279 155

9 391E+05 661E+05 227 091 4008 318 136

16 786E+05 132E+06 212 084 3969 296 128

21 103E+06 173E+06 250 093 3733 343 157

2 913E+04 198E+05 162 048 2976 210 114

7 319E+05 691E+05 180 040 2240 220 140

Desvio Padratildeo

(mkm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mkm)

Meacutedia - DP

(mkm)NUSACENAASHTO

IRI Meacutedio

(mkm)

Trevo dos

Quarteacuteis

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)

Os valores de coeficiente de variaccedilatildeo dos ensaios mostraram-se elevados sendo que a

Avenida Heacutelvio Basso apresentou na meacutedia os maiores valores devido a maior irregularidade

longitudinal ao longo do trecho Poreacutem de forma geral os valores meacutedios de IRI das

Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo baixos sendo os trechos classificados no conceito

bom segundo o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) com valores meacutedios entre 212 e

250 mkm jaacute no Trevo dos Quarteacuteis a classificaccedilatildeo do IRI foi excelente devido a adequada

execuccedilatildeo do revestimento quanto a este aspecto natildeo apresentando assim irregularidades

Todavia apesar de ter uma classificaccedilatildeo de IRI bom nas Avenidas Roraima e Heacutelvio

Basso em ambas as Avenidas houve pontos onde o valor do IRI apresentou-se acima de

46mkm onde a classificaccedilatildeo eacute peacutessima Com os dados da Tabela 47 fizeram-se os graacuteficos

154

da Figura 415 que mostra a evoluccedilatildeo da irregularidade nos trecircs trechos monitorados agrave medida

que era solicitado

000

050

100

150

200

250

300

350

400

450

500

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo

A Figura 415 apresenta um comportamento caracteriacutestico dos valores de IRI

mostrados tambeacutem em outras literaturas com o aumento de seus valores agrave medida que o

pavimento eacute solicitado Isso ocorre pelo fato de que o pavimento passa a se degradar causando

irregularidades cada vez maiores com formaccedilatildeo de buracos e escorregamento de massa

asfaacuteltica como ocorreu na Avenida Roraima

O uacutenico ponto em que houve uma reduccedilatildeo nos valores meacutedios de IRI foi no ensaio

realizado aos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso onde a

solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo padratildeo acumulada de 76x105 pelo meacutetodo da AASHTO

Entretanto essa reduccedilatildeo estaacute dentro da margem de aceitaccedilatildeo dos valores o que significa que o

agrupamento dos valores que ocorre de 10 em 10 metros pode ter feito com que houvesse essa

reduccedilatildeo logo foi considerado que agrave medida que o pavimento foi solicitado o mesmo

aumentou sua irregularidade longitudinal

A Figura 415 mostra ainda os modelos de previsatildeo de desempenho obtidos apenas

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em relaccedilatildeo ao N calculados pelo criteacuterio da

15210262 8

AASHTOR NIRI

Rsup2 = 099

08210912 7

AASHTOHB NIRI

Rsup2 = 024

155

AASHTO uma vez que foram realizados poucos ensaios no Trevo dos Quarteacuteis e natildeo seria

significativo o modelo encontrado Com tais modelos calcularam-se os valores para os

nuacutemeros de solicitaccedilotildees nas datas das avaliaccedilotildees realizadas e comparou-se com os valores

medidos gerando o graacutefico da Figura 416

200

215

230

245

260

275

290

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

IRI

Ca

lcu

lad

o (

mk

m)

IRI Observado (mkm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI

Analisando a Figura 416 eacute possiacutevel verificar que o modelo obtido para a Avenida

Roraima apresenta valores coincidentes com os obtidos em campo enquanto o modelo

encontrado para a Avenida Heacutelvio Basso tem certa dispersatildeo Todavia os valores estatildeo bem

proacuteximos da linha de igualdade o que significa que os modelos de previsatildeo de desempenho

representam de forma adequada os resultados encontrados durante os ensaios

A Tabela 48 mostra resumidamente os modelos de previsatildeo de desempenho para o

paracircmetro de irregularidade longitudinal encontrado para os trechos da Avenida Roraima e da

Avenida Heacutelvio Basso com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p)

156

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mkm)

099 0004

024 0237

099 0003

024 0237USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

AASHTO08210912 7

AASHTOHB NIRI

15210262 8

AASHTOR NIRI

08210741 7

USACEHB NIRI

15210601 8

USACER NIRI

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mkm)

Verifica-se na Tabela 48 que os valores de erro padratildeo de estimativa (p) encontrados

para os modelos de ambos os trechos satildeo baixos comprovando que os valores calculados com

os modelos condizem com os obtidos em campo Apesar de o modelo de previsatildeo de

desempenho da Avenida Heacutelvio Basso mostrar um valor de Rsup2 baixo este modelo representou

satisfatoriamente o obtido em campo Este valor de Rsup2 baixo eacute devido agrave reduccedilatildeo no valor

meacutedio do IRI no segundo ensaio fazendo com que houvesse uma variaccedilatildeo maior entre o valor

do modelo e o do campo

Fez-se uma comparaccedilatildeo entre os dois modelos de desempenho para IRI encontrados

neste estudo com os modelos encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002)

mostram o comportamento do IRI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo mostrado na Figura 417

Atraveacutes da observaccedilatildeo da Figura 417 pode-se dizer que tanto os modelos encontrados

para a Avenida Roraima como para a Avenida Heacutelvio Basso estatildeo de acordo com os

encontrados por Marcon (2004) e seguem um mesmo comportamento Aumento de IRI agrave

medida que o pavimento eacute solicitado No modelo de Basiacutelio (2002) existe uma reduccedilatildeo no

valor do IRI agrave medida que o pavimento eacute solicitado o que fica em desacordo com os

encontrados neste estudo e por Marcon (2004)

157

000

050

100

150

200

250

300

350

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI

O modelo da Avenida Roraima apresentou valores quase constantes com um aumento

nos valores de IRI bastante baixos agrave medida que a pavimento eacute solicitado Jaacute o modelo da

Avenida Heacutelvio Basso mostra uma taxa maior no valor do IRI quase que na mesma

proporccedilatildeo do modelo encontrado por Marcon (2004) Poreacutem como os valores meacutedios de IRI

em ambos os trechos mostram-se abaixo de 30 mkm natildeo haacute necessidade de uma intervenccedilatildeo

em todo o trecho havendo essa necessidade apenas em alguns ―pontos (trechos de 10

metros) que apresentam defeitos principalmente na Avenida Roraima que provocam maior

interferecircncia neste paracircmetro

45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR

O paracircmetro de afundamento em trilha de roda eacute um dos paracircmetros mais importantes

para a seguranccedila dos usuaacuterios das vias uma vez que com o surgimento da deformaccedilatildeo

permanente haacute a possibilidade de ocorrer o acuacutemulo de aacutegua na pista nestes pontos Os limites

de afundamento em trilha de roda dependem da largura e declividade da pista e quanto maior

a largura da pista maior deve ser a declividade e menor a profundidade admissiacutevel da trilha de

roda Poreacutem para o Manual de Restauraccedilatildeo de Pavimentos Asfaacutelticos do DNIT (2006)

158

afundamentos a partir de 13mm criam condiccedilotildees para que ocorra o armazenamento de aacutegua

suficiente para potencial hidroplanagem

Realizaram-se medidas com treliccedila para obtenccedilatildeo de ATR na Avenida Roraima nos

periacuteodos de 1 6 e 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego e na Avenida Heacutelvio Basso nos

periacuteodos de 1 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Natildeo foi mais realizado levantamento com

treliccedila a partir do momento que passou a ser feito com perfilocircmetro laser concomitantemente

com os ensaios de irregularidade longitudinal nos trechos monitorados As Figuras 418 419

e 420 mostram os pontos de ATR atraveacutes da meacutedia dos afundamentos a cada 10 metros com

perfilocircmetro laser ou seja de 10 em 10 metros era realizado a meacutedia dos ATRs e apresentado

o ponto dos trechos da Avenida Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis

respectivamente

Na Avenida Roraima os ensaios de ATR a laser foram realizados nos meses de 14 22

e 27 apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso foram realizados os levantamentos

nos meses de 9 16 e 21 apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis 2 e 7 meses apoacutes

o transito ser liberado para uso da via

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho

159

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho

Eacute possiacutevel visualizar na Figura 418 que os valores de ATR na Avenida Roraima natildeo

sofreram grandes alteraccedilotildees ao longo tempo isso pode ter ocorrido pelo fato que a estrutura

estaacute bem consolidada jaacute que eacute recapeamento e que a mistura asfaacuteltica apresenta boa

estabilidade frente agrave accedilatildeo do traacutefego causando assim uma baixa variaccedilatildeo no valor de ATR Jaacute

na Figura 419 observa-se um comportamento inesperado na aquisiccedilatildeo dos valores de ATR

160

onde no primeiro ensaio os valores mostraram-se maiores que os obtidos nos ensaios

posteriores natildeo encontrando assim uma explicaccedilatildeo teacutecnica para este acontecimento

Na Figura 420 eacute mostrado um aumento significativo da deformaccedilatildeo permanente 2

meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego em relaccedilatildeo ao ensaio realizado 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao

traacutefego Este aumento pode ter ocorrido devido a natildeo compactaccedilatildeo adequada da mistura

asfaacuteltica em campo uma vez que os valores de grau de compactaccedilatildeo pelas normas NBR

155732012 e DNIT-ME 1171994 foram 88 e 91 respectivamente

Outra observaccedilatildeo que pode ser mencionada visualizando as trecircs figuras eacute que ateacute o

momento natildeo haacute nenhum ponto da pista nos trechos monitorados em que o ATR eacute maior que

13mm o que faz com que natildeo haja necessidade de intervenccedilotildees nos trechos por conta deste

paracircmetro A partir dos dados obtidos nos levantamentos com treliccedila e perfilocircmetro a laser

construiu-se as Tabela 49 e Tabela 410 respectivamente onde satildeo apresentados os valores

meacutedios de afundamento em trilha de roda desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como

as faixas de aceitaccedilatildeo em cada um dos ensaios e trechos monitorados

Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 000 000 000 000 000

6 179E+05 257E+05 011 029 26441 040 000

13 388E+05 557E+05 019 038 19987 058 000

1 435E+04 736E+04 015 023 15012 038 000

7 299E+05 505E+05 064 078 12269 142 000

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Heacutelvio

Basso

Desvio Padratildeo

(mm)

Roraima

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

ATR Meacutedio

(mm)

Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 069 076 11035 145 000

22 628E+05 898E+05 070 068 9643 138 002

27 809E+05 115E+06 125 064 5109 189 061

9 391E+05 661E+05 498 144 2896 642 354

17 786E+05 132E+06 306 133 4353 439 173

21 103E+06 173E+06 363 129 3546 492 234

2 913E+04 198E+05 258 136 5292 394 121

7 319E+05 691E+05 390 058 1482 448 333

Desvio Padratildeo

(mm)

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

ATR Meacutedio

(mm)NUSACE

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Verifica-se na Tabela 49 que os valores de desvio padratildeo nos trechos monitorados

apresentaram-se extremamente elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos consequentemente os valores de coeficiente de variaccedilatildeo foram altos Estes

161

valores chegaram a estes patamares devido a valores baixos e equipamento impreciso para

este niacutevel de medida

Jaacute na Tabela 410 verifica-se que os valores de desvio padratildeo para o trecho da Avenida

Roraima ainda mostraram-se elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos a varias idades Estes valores foram altos devido a existecircncia de defeitos em

alguns pontos que originaram valores altos de ATR e como na meacutedia o trecho apresentou

baixos valores de ATR estes pontos provocaram a discrepacircncia no de desvio padratildeo e no

coeficiente de variaccedilatildeo

Com os dados das Tabelas 49 e 410 confeccionaram-se os graacuteficos da Figura 421

que apresentam o desenvolvimento do ATR nos trecircs trechos monitorados em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees acumulado equivalentes ao eixo padratildeo ao qual cada um dos trechos

foi submetido ateacute a data de cada levantamento Eacute apresentado tambeacutem na Figura 421 o

modelo de previsatildeo de desempenho dos ensaios com perfilocircmetro laser da Avenida Roraima

com seu valor de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) Natildeo seraacute apresentado modelo de previsatildeo

de desempenho para o trecho do Trevo dos Quarteacuteis uma vez que foram realizados apenas

dois levantamentos neste trecho

Jaacute na Avenida Heacutelvio Basso natildeo foi feito o modelo de previsatildeo de desempenho visto

que foi desconsiderado o ensaio de 9 meses pela incoerecircncia no desenvolvimento do ATR agrave

medida que o pavimento era solicitado Desta forma o modelo de previsatildeo de desempenho

natildeo representaria adequadamente o desenvolvimento do ATR no pavimento

-100

000

100

200

300

400

500

600

700

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Perfilocircmetro Laser

Roraima Treliccedila

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Heacutelvio Basso

Perfilocircmetro Laser

Heacutelvio Basso

Treliccedila

Meacutedia plusmn DP Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Perfilocircmetro Laser

Meacutedia plusmn DP Trevo

dos Quarteacuteis

Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo

012010411 6

AASHTOR NATR

Rsup2 = 073

162

Avaliando o comportamento dos ATRs mostrados nos graacuteficos da Figura 421 eacute

possiacutevel dizer que os trechos da Avenida Roraima e Trevo dos Quarteacuteis estatildeo ateacute o momento

com um comportamento esperado de aumento no valor de ATR agrave medida que o pavimento eacute

solicitado Em contrapartida o comportamento do ATR da Avenida Heacutelvio Basso eacute

inesperado justamente pelo valor meacutedio de ATR encontrado no primeiro levantamento a laser

que mostrou um valor superior aos outros dois levantamentos

Para comparar os valores encontrados em campo com os obtidos no modelo de

previsatildeo de desempenho para Avenida Roraima e verificar se o modelo estaacute representando

adequadamente o comportamento do ATR no trecho fez-se o graacutefico da Figura 422 que

relaciona tais valores Quanto mais proacuteximo da reta de 45ordm estiverem os pontos mais os

resultados encontrados no modelo condizem com os obtidos em campo

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

000 020 040 060 080 100 120 140 160 180 200

AT

R C

alc

ula

do (

mm

)

ATR Observado (mm)

Roraima

Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR

Eacute possiacutevel verificar na Figura 422 que o modelo encontrado para a Avenida Roraima

estaacute representando adequadamente os valores conseguidos nos ensaios de campo uma vez

que estatildeo bem proacuteximos da reta de 45ordm Aleacutem da Figura 422 que verifica a coerecircncia entre os

valores encontrados no modelo e os resultados encontrados em campo foi confeccionada a

Tabela 411 que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho para os ensaios realizados

163

com perfilocircmetro laser com seus respectivos valores de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) e

erro padratildeo de estimativa (p)

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

AASHTO 073 0240

USACE 072 0240Avenida Roraima

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima 012010411 6

AASHTORNATR

003010949 7

USACERNATR

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 e p mostrados na Tabela 411 comprovam que os modelos de

previsatildeo de desempenho estatildeo representando de forma adequada os valores medidos uma vez

que os valores de Rsup2 deram altos e p relativamente baixos Com os modelos de ATR jaacute

definidos verificaram-se quais os modelos da literatura mais se aproximaram a este estudo

tanto no que diz respeito agrave caracteriacutestica dos trechos como tambeacutem o comportamento dos

modelos Assim foi possiacutevel produzir os graacuteficos da Figura 423 que comparam os modelos de

previsatildeo de desempenho para ATR encontrados neste estudo com os existentes na literatura

Observa-se na Figura 423 que o modelo da Avenida Roraima mostra um

comportamento com menores valores de ATR poreacutem com maior taxa de variaccedilatildeo do ATR em

relaccedilatildeo aos demais modelos de previsatildeo de desempenho usados na comparaccedilatildeo Estes valores

inferiores encontrados na Avenida Roraima podem ter ocorrido devido agrave pequena espessura

da mistura asfaacuteltica nova colocada no trecho e pela consolidaccedilatildeo jaacute existente no trecho uma

vez que se trata de um trecho antigo fazendo com que natildeo ocorresse uma deformaccedilatildeo mais

acentuada na mesma obtendo valores de ATR baixos Jaacute o aumento mais proeminente do

ATR agrave medida que o pavimento eacute solicitado pode ter ocorrido devido ao alto teor de ligante

asfaacuteltico utilizado na mistura que foi 615 causando assim uma instabilidade na mistura e

aumento mais acelerado da deformaccedilatildeo permanente

164

000

050

100

150

200

250

300

350

400

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Vitorello (2008)

Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO

A utilizaccedilatildeo de forma segura e eficaz com estabilidade e conforto das vias onde os

usuaacuterios deslocam-se diariamente de um local para outro seja transportando mercadorias ou

indo para o trabalho passa por bom estado de conservaccedilatildeo das estruturas viaacuterias com

quantidades baixas de defeitos e irregularidades nos pavimentos Uma das formas de ponderar

as condiccedilotildees dos pavimentos eacute atraveacutes da avaliaccedilatildeo visual com apontamento dos defeitos que

o pavimento apresenta e posteriormente o caacutelculo do Iacutendice de Gravidade Global

Aleacutem do IGG que cada pavimento apresentou em cada levantamento este estudo

calculou ainda a evoluccedilatildeo percentual de aacuterea trincada que o pavimento passou a ter agrave medida

que foi solicitado Tais dados foram colocados na Tabela 412 que mostra os valores de IGG e

percentagem de aacuterea trincada bem como os periacuteodos de ensaio e o nuacutemero de solicitaccedilotildees

acumuladas equivalente ao eixo padratildeo de 82tf em cada mediccedilatildeo Ao mesmo tempo com

estes dados foram montados os graacuteficos da Figura 424

165

Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 182 017

6 179E+05 257E+05 2370 372

13 388E+05 557E+05 4539 777

19 569E+05 812E+05 4810 853

25 749E+05 107E+06 5323 1698

1 435E+04 736E+04 000 000

7 299E+05 505E+05 1130 000

13 638E+05 107E+06 641 000

19 934E+05 157E+06 1108 002

1 464E+04 101E+05 496 000

6 274E+05 594E+05 916 083

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO IGG

Aacuterea

Trincada NUSACE

-05

25

55

85

115

145

175

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima IGG

Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada

Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo

93710936 5

AASHTOR NIGG

Rsup2 = 087

95210888 6

AASHTOHB NIGG

Rsup2 = 043

60010102 5

AASHTOR NTRI

Rsup2 = 093

166

Observando a Figura 424 eacute possiacutevel verificar que na Avenida Roraima houve um

aumento maior no valor do IGG nos periacuteodos iniciais justamente pelo aparecimento das

trincas isoladas passando de um IGG classificado como bom para regular segundo a norma

do DNIT PRO 0062003 em um periacuteodo de um ano permanecendo com esta classificaccedilatildeo ateacute

o momento O aumento significativo no valor de IGG logo no primeiro ano de uso do trecho

pelo traacutefego foi devido ao surgimento e evoluccedilatildeo das fissuras do tipo FC-I para FC-III e

como a avaliaccedilatildeo da qualidade do pavimento atraveacutes do IGG leva em consideraccedilatildeo o fator de

ponderaccedilatildeo de cada defeito enquanto tais fissura natildeo evoluiacuterem para um buraco por

exemplo o valor do IGG natildeo sofreraacute grandes alteraccedilotildees

Jaacute a aacuterea trincada teve um crescimento maior nos periacuteodos chuvosos entre os meses

de junho e dezembro de 2013 e junho de 2014 e janeiro de 2015 ensaios de 6 agrave 13 e 19 agrave 25

meses respectivamente Nestes periacuteodos o aumento da aacuterea trincada foi respectivamente de

52 e 50 Na Avenida Heacutelvio Basso a variaccedilatildeo no valor do IGG ocorreu principalmente

em funccedilatildeo do valor de ATR uma vez que os defeitos do tipo trincamento soacute surgiram

aproximadamente 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego Logo a classificaccedilatildeo do IGG da via

ateacute o momento eacute de estado oacutetimo segundo a norma do DNIT PRO 0062003

Observa-se tambeacutem na Figura 424 que o IGG bem como o percentual de aacuterea

trincada na Avenida Roraima eacute bem superior aos outros dois trechos Esse valor superior deve

ter ocorrido por se tratar de um trecho onde foi colocada uma camada asfaacuteltica nova sobre

outra camada asfaacuteltica antiga com alto grau de degradaccedilatildeo sem nenhum tratamento anti-

reflexatildeo de trincas fazendo com que houvesse o surgimento prematuro de trincas na

superfiacutecie do pavimento novo da Avenida Roraima o que natildeo aconteceu nos outros dois

trechos monitorados que satildeo de implantaccedilatildeo

Na Figura 424 eacute possiacutevel verificar tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho

para o IGG encontrado para a Avenida Roraima e Avenida Heacutelvio Basso Foi feito tambeacutem o

modelo de previsatildeo de desempenho para a percentagem de aacuterea trincada apenas para a

Avenida Roraima jaacute que na Avenida Heacutelvio Basso esta no iniacutecio de trincamento aos 19 meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do trecho ao traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis foram realizados apenas dois

levantamentos de defeitos

Para verificar o quatildeo representativo estatildeo sendo os modelos encontrados foi

confeccionada a Figura 425 que compara os valores encontrados durante os ensaios para IGG

e aacuterea trincada com os valores calculados para IGG e aacuterea trincada

167

00 20 40 60 80 100 120 140 160 180

00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

00

100

200

300

400

500

600

700

00 100 200 300 400 500 600 700

Aacuterea Trincada Observada ()

Aacutere

a T

rin

cad

a C

alc

ula

da (

)

IGG

Ca

lcu

lad

o

IGG Observado

Heacutelvio Basso IGG Roraima IGG Roraima Aacuterea Trincada

Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada

Observando a Figura 425 verifica-se que os modelos de previsatildeo de desempenho para

os trechos monitorados representa bem as expectativas previstas para os trechos em relaccedilatildeo

aos dois paracircmetros estudados neste item Aleacutem da Figura 425 fez-se tambeacutem a Tabela 413

que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho do IGG para as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso e o modelo para Avenida Roraima para o paracircmetro de percentagem de aacuterea

trincada do trecho Tal tabela apresenta tambeacutem os valores de coeficiente de determinaccedilatildeo e

erro padratildeo de estimativa para cada modelo encontrado

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e

p

Meacutetodo Rsup2 p

087 1383

093 158

043 696

087 1367

093 167

043 695Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado

AASHTO

USACEAvenida Roraima

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima93710936 5

AASHTORNIGG

60010102 5

AASHTORNTRI

95210888 6

AASHTOHBNIGG

77710874 5

USACERNIGG

63010471 5

USACERNTRI

92210315 6

USACEHBNIGG

168

Onde IGG = Iacutendice de Gravidade Global do trecho analisado

TRI = Percentagem de Aacuterea Trincada ()

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

A Tabela 413 confirma que os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

simulam de forma satisfatoacuteria as expectativas de comportamento esperados nos trechos

monitorados Os valores de Rsup2 mostraram-se relativamente altos para os modelos encontrados

para Avenida Roraima e valor mediano para o modelo da Avenida Heacutelvio Basso poreacutem

satisfatoacuterio para confiabilidade no modelo

Jaacute os valores de p para os modelos de IGG ficaram um pouco elevados podendo

interferir na classificaccedilatildeo de um pavimento que estaacute oacutetimo ou bom onde a faixa de

classificaccedilatildeo eacute pequena No entanto nas classificaccedilotildees mais importantes de um pavimento

rodoviaacuterio que satildeo as classificaccedilotildees onde o pavimento jaacute deveria sofrer alguma intervenccedilatildeo

devido ao niacutevel de deterioraccedilatildeo os modelos poderatildeo mostrar-se coerentes com o que iraacute

acontecer com o pavimento uma vez que a faixa de classificaccedilatildeo eacute maior reduzindo a

possibilidade de erros de enquadramento

O valor de erro padratildeo de estimativa para o modelo de percentagem de aacuterea trincada

encontrado para Avenida Roraima apresentou-se baixo aprovando a confianccedila na utilizaccedilatildeo

de tal modelo que representou bem os valores observados no trecho para cada um dos

levantamentos realizados Com a confirmaccedilatildeo da possibilidade de utilizaccedilatildeo dos modelos

realizaram-se os graacuteficos da Figura 426 que mostra os modelos encontrados nos trechos

estudados e aqueles apresentados na literatura

169

00

40

80

120

160

200

240

00

100

200

300

400

500

600

700

800

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Ind

ice

de

Gra

vid

ad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG Marcon (2004) IGG

Roraima Aacuterea Trincada Basilio (2002) Aacuterea Trincada

Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada

Na Figura 426 verifica-se que o modelo de previsatildeo de desempenho para o IGG da

Avenida Heacutelvio Basso estaacute de acordo com o esperado em comparaccedilatildeo com o encontrado por

Marcon (2004) poreacutem o modelo da Avenida Roraima exibiu uma taxa de aumento no valor

do IGG muito acentuada devido agrave caracteriacutestica da via e fatores que aceleraram o surgimento

dos defeitos Jaacute o modelo de previsatildeo de desempenho para percentagem de aacuterea trincada da

Avenida Roraima teve um comportamento bem semelhante ao observado por Basiacutelio (2002)

com valores um pouco superiores tambeacutem devido aos mesmos fatores jaacute mencionados

47 DEFLEXAtildeO

Para os modelos de deflexatildeo utilizaram-se os dados obtidos atraveacutes dos ensaios

realizados com Viga Benkelman e FWD nos periacuteodos descritos nos itens 337 e 338 Com

estes dados foi possiacutevel obter os valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima desvio padratildeo e

170

coeficiente de variaccedilatildeo em cada um dos periacuteodos de levantamentos Realizou-se tambeacutem o

caacutelculo dos valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) em cada periacuteodo do ensaio e assim foi

encontrada uma faixa de aceitaccedilatildeo dos valores de deflexatildeo atraveacutes da meacutedia mais o desvio

padratildeo e a meacutedia menos o desvio padratildeo Os valores encontrados para a Avenida Roraima nos

ensaios realizados com a Viga Benkelman e FWD estatildeo apresentados na Tabela 414

Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 8173 2305 2820 10478 5868

1 303E+04 436E+04 7866 1880 2390 9746 5986

6 179E+05 257E+05 9252 1962 2121 11214 7290

13 388E+05 557E+05 9062 2475 2731 11537 6587

20 598E+05 854E+05 7152 1512 2114 8664 5640

23 688E+05 981E+05 7068 1651 2336 8719 5417

27 809E+05 115E+06 7138 1095 1534 8233 6043

2 597E+04 858E+04 6762 1853 2740 8615 4909

14 418E+05 600E+05 5166 1209 2340 6375 3958

23 688E+05 981E+05 4859 945 1944 5804 3914

27 809E+05 115E+06 4941 121 2453 6152 3729

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Viga

Benkelman

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

A partir dos dados da Tabela 414 foi possiacutevel a confecccedilatildeo dos graacuteficos apresentados

na Figura 427 onde estaacute demostrado o comportamento da deflexatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero

equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo Estatildeo apresentados ainda os modelos de previsatildeo

de desempenho encontrados para a deflexatildeo maacutexima com Viga Benkelman e FWD

Recomenda-se a utilizaccedilatildeo de tais modelos para um traacutefego de ateacute 809x105 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que eacute o traacutefego que solicitou o trecho monitorado ateacute o ultimo

ensaio acima deste traacutefego pode-se encontrar resultados improacuteprios com o esperado

Eacute possiacutevel observar na Figura 427 que haacute uma grande variaccedilatildeo na faixa de aceitaccedilatildeo

dos resultados principalmente para o ensaio realizado com Viga Benkelman ou seja o desvio

padratildeo das leituras realizadas se apresentou relativamente alto como pode ser visualizado na

Tabela 414 Isso ocorreu pelo fato de se tratar de um trecho onde foi executada uma

restauraccedilatildeo sem qualquer cuidado em realizar uma fresagem ou ateacute mesmo uma operaccedilatildeo tapa

buracos adequada antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico causando

variaccedilotildees altas entre cada ponto de ensaio

171

0 5 10 15 20 25 30 35

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)D

efle

xatilde

o D

0(1

0 ˉ

sup2mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima

Observa-se ainda que ateacute o momento do uacuteltimo levantamento houve uma reduccedilatildeo no

valor de deflexatildeo em relaccedilatildeo ao primeiro ensaio isso aconteceu nos ensaios realizados com os

dois equipamentos comprovando assim que houve uma reduccedilatildeo nos valores de deflexatildeo Essa

reduccedilatildeo pode ter ocorrido por um enrijecimento da estrutura agrave medida que o pavimento foi

solicitado principalmente pelo enrijecimento da mistura asfaacuteltica que sofre oxidaccedilatildeo ao longo

do tempo deixando a camada menos susceptiacutevel a deformaccedilotildees

Poreacutem para melhor conclusatildeo sobre o comportamento deste pavimento frente agrave

solicitaccedilatildeo do traacutefego se faz necessaacuterio um periacuteodo de observaccedilotildees mais longo jaacute que a

literatura mostra que com o passar do tempo a tendecircncia eacute ocorrer um aumento nas deflexotildees

Natildeo se pode afirmar tambeacutem que essa reduccedilatildeo eacute um indicativo de melhora na qualidade da

estrutura do trecho pois pelo fato de os valores de desvio padratildeo no ensaio com Viga

Benkelman estarem na ordem de 20 deacutecimos de miliacutemetro esta reduccedilatildeo no valor de deflexatildeo

estaacute dentro desta faixa de desvio padratildeo podendo ateacute mesmo natildeo ser considerada como uma

reduccedilatildeo real nos valores de deflexatildeo

Jaacute a Tabela 415 apresenta os valores obtidos nos ensaios com FWD e Viga

Benkelman na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem com os paracircmetros de deflexatildeo maacutexima meacutedia

das leituras desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como os dados dos nuacutemeros de

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 065

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

Rsup2 = 10

172

solicitaccedilotildees em cada periacuteodo de levantamento Com os dados da Tabela 415 realizaram-se os

graacuteficos apresentados na Figura 428 com seus respectivos modelos de previsatildeo de

desempenho para os ensaios realizados com FWD e Viga Benkelman

Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 5686 1365 2401 7051 4321

1 435E+04 736E+04 7223 658 910 7881 6565

7 299E+05 505E+05 5023 539 1074 5562 4483

14 736E+05 124E+06 6965 977 1402 7942 5989

17 835E+05 140E+06 5722 465 813 6187 5257

21 103E+06 173E+06 4332 616 1421 4948 3717

9 391E+05 661E+05 3727 332 892 4059 3394

17 835E+05 140E+06 4669 319 683 4988 4350

21 103E+06 173E+06 3519 295 840 3815 3224

NUSACE

Viga

Benkelman

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)

0 5 10 15 20 25

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 428 Deflexotildees medidas Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso

Assim como para Avenida Roraima os modelos para este trecho tem um limite de

utilizaccedilatildeo recomendado para o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 103x106 e como o

modelo para o FWD foi obtido com dados de apenas trecircs ensaios sendo que o primeiro foi

realizado nove meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deve-se ter cautela ao utilizaacute-lo

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 025

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFW D NNDEF

Rsup2 = 10

173

Observa-se nos graacuteficos da Figura 428 que haacute uma variaccedilatildeo nos valores das

deflexotildees com uma queda nos valores de deflexatildeo principalmente nos ensaios realizados

com a Viga Benkelman a partir dos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta reduccedilatildeo nos

valores ocorre por um aumento na rigidez das camadas que compotildeem o pavimento passando

a dar uma maior resistecircncia ao deslocamento quando solicitado pelo traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis realizaram-se os mesmos procedimentos que nos trechos

apresentados anteriormente com os dados obtidos com Viga Benkelman e FWD encontrando-

se os valores apresentados na Tabela 416 Esta tabela deu origem aos graacuteficos mostrados na

Figura 429 com o modelo apenas dos ensaios com Viga Benkelman uma vez que foram

feitos apenas dois levantamentos deflectomeacutetricos com o FWD natildeo sendo significativo para a

apresentaccedilatildeo de um modelo de previsatildeo de desempenho

Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 5807 904 1557 6712 4903

3 136E+05 295E+05 7016 766 1092 7782 6251

7 319E+05 691E+05 5334 894 1676 6228 4440

3 136E+05 295E+05 5870 539 918 6409 5331

7 319E+05 691E+05 4213 379 900 4593 3834

Viga

Benkelman

FWD

NAASHTO

Periodo Ensaio

(meses)

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

0 2 4 6 8 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 10

174

Da mesma forma que nos outros dois trechos monitorados houve uma reduccedilatildeo nos

valores de deflexatildeo agrave medida que a estrutura foi solicitada poreacutem neste caso a reduccedilatildeo pode

ter ocorrido devido a um periacuteodo de consolidaccedilatildeo da estrutura do pavimento Nos

levantamentos realizados tanto com a Viga Benkelman quanto com o FWD esta reduccedilatildeo foi

bastante significativa se comparado o ensaio realizado nos periacuteodos de trecircs e sete meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego

Para o modelo encontrado referente aos levantamentos com a Viga Benkelman eacute

recomendado utilizar um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo natildeo superior a

319x105 neste modelo uma vez que o tempo de monitoramento desta via foi curto para coleta

de mais dados e por consequecircncia para ter um modelo de previsatildeo de desempenho mais

preciso

Apoacutes a apresentaccedilatildeo e anaacutelise dos valores de deflexatildeo maacutexima encontrados nos trecircs

trechos monitorados vale mencionar neste momento que em todos os casos os valores

meacutedios de deflexatildeo encontrados com FWD foram menores que os valores meacutedios encontrados

com Viga Benkelman Estes valores mostraram-se menores devido a maior precisatildeo na

obtenccedilatildeo dos dados com FWD uma vez que quando realizado o ensaio com Viga Benkelman

sempre haacute um momento durante o procedimento de posicionamento e preparaccedilatildeo para o

ensaio em que o caminhatildeo inicia um carregamento inadequado para a obtenccedilatildeo dos dados

pegando assim aleacutem da deformaccedilatildeo elaacutestica uma parcela viscosa da deformaccedilatildeo Jaacute com o

FWD eacute obtido apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas

Para verificar se os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados para cada trecho

estatildeo de acordo com os valores encontrados em campo foi desenvolvido o graacutefico da Figura

430 onde eacute realizado uma comparaccedilatildeo dos valores observados em campo com os valores

calculados atraveacutes dos modelos de previsatildeo de desempenho

Analisando a Figura 430 eacute possiacutevel verificar que a grande maioria dos valores natildeo

estaacute perfeitamente em cima da linha o que significa que os modelos de previsatildeo de

desempenho natildeo satildeo perfeitos poreacutem representam satisfatoriamente o comportamento

encontrado em campo Uma observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo aos modelos

encontrados atraveacutes dos ensaios com FWD que obtiveram valores extremamente proacuteximos

aos valores obtidos em campo posicionando os pontos mostrados na Figura 430 em cima da

linha

175

30

40

50

60

70

80

90

100

30 40 50 60 70 80 90 100

Def

lax

atildeo

Ca

lcu

lad

a (

10

ˉsup2m

m)

Deflexatildeo Observada (10 ˉsup2mm)

Roraima VB

Roraima FWD

Heacutelvio Basso

VB

Heacutelvio Basso

FWD

Trevo dos

Quarteacuteis VB

Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo

A Tabela 417 mostra resumidamente os modelos encontrados em cada trecho para os

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro

Padratildeo de Estimativa (p)

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (10macrsup2mm)

065 596

10 010

025 1078

10 107

10 020

065 594

10 007

024 1079

10 018

10 010

AASHTO

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

USACE

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

FWD

Trecho Monitorado

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Viga Benkelman

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

81811085210683 5211

USACEUSACEVB NNDEF

56711082410522 5211

USACEUSACEFWD NNDEF

57461032110771 4210

USACEUSACEVB NNDEF

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

16121004110434 4211

USACEUSACEFWD NNDEF

70601021110111 5211

USACEUSACEVB NNDEF

Onde DEFVB = deflexatildeo maacutexima determinada com a Viga Benkelman (10-2

mm)

DEFFWD = deflexatildeo maacutexima determinada com o FWD (10-2

mm)

176

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (10-2

mm)

O Erro Padratildeo de Estimativa (p) mostra a variaccedilatildeo que existe entre os valores obtidos

com os ensaios em campo e os valores obtidos com o modelo Assim os valores que chamam

a atenccedilatildeo na Tabela 415 satildeo para o modelo de previsatildeo de desempenho encontrado com Viga

Benkelman para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso onde tal variaccedilatildeo foi mais elevada

chegando num p de 1079x10-2

mm para Avenida Heacutelvio Basso

Como grande parte da literatura apresenta modelos de previsatildeo de desempenho onde

os valores de deflexatildeo maacutexima foram obtidos com Viga Benkelman foram confeccionados os

graacuteficos da Figura 431 para os modelos de deflexatildeo maacutexima encontrados com Viga

Benkelman nos trecircs trechos monitorados Fez-se ainda uma comparaccedilatildeo destes modelos com

os encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) onde eacute mostrado o

comportamento das deflexotildees em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura

177

Observa-se na Figura 431 que o modelo encontrado para Avenida Heacutelvio Basso estaacute

de acordo com os encontrados por Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) com resultados bem

proacuteximos Eacute possiacutevel mencionar ainda que o modelo da Avenida Roraima apresentou valores

bem superiores aos demais pelo fato de ser um trecho onde ocorreu uma restauraccedilatildeo de forma

inadequada com espessuras insuficientes como seraacute mostrada no item 49 de anaacutelise

estrutural dos trechos

Como mencionado anteriormente pelo fato de o tempo de monitoramento do Trevo

dos Quarteacuteis ter sido bastante curto seu modelo de previsatildeo de desempenho natildeo apresenta

uma precisatildeo adequada do comportamento estrutural com o passar do tempo o que estaacute bem

em evidecircncia no graacutefico da Figura 431

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE

Atraveacutes da obtenccedilatildeo das bacias de deflexotildees com Viga Benkelman e FWD na Avenida

Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis realizou-se o procedimento de

retroanaacutelise para estimativa dos moacutedulos de resiliecircncia em cada camada que compotildee cada

uma das vias Tais moacutedulos foram inferidos com a utilizaccedilatildeo do software BAKFAA e

utilizando os valores das bacias de deflexotildees jaacute corrigidas para uma temperatura de 25ordmC bem

como os valores de coeficiente de Poisson mencionados no item 339 Para obter os valores

de moacutedulo de resiliecircncia de cada uma das camadas do pavimento com a maior precisatildeo

possiacutevel adotou-se como metodologia de parada quando se alcanccedilasse o menor valor

quadraacutetico meacutedio (RMS) possiacutevel apresentado no software em cada uma das bacias

retroanalisadas Para a Avenida Roraima os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia de cada

camada estatildeo apresentados na Tabela 418 e na Figura 432

178

Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 2390 122 187

1 303E+04 436E+04 4321 1178 52 255

6 179E+05 257E+05 4701 1330 383 62

13 388E+05 557E+05 4307 1023 71 199

20 598E+05 854E+05 4276 1023 81 165

23 688E+05 981E+05 4309 1198 52 211

27 809E+05 115E+06 4102 1013 71 207

2 597E+04 858E+04 2816 913 79 340

14 418E+05 600E+05 3881 1562 100 374

23 688E+05 981E+05 4910 2208 125 295

27 809E+05 115E+06 3580 1390 165 263

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Rev Novo

(MPa)

MR Rev Antigo

(MPa)

MR Base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

MonitoradoNUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Rev Novo VB

Rev Novo FWD

Rev Antigo VB

Rev Antigo FWD

Base VB

Base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Roraima

Na Figura 432 verifica-se para a camada de revestimento novo uma constacircncia nos

valores de MR nos ensaios realizados com Viga Benkelman Jaacute no ensaio com FWD os

valores de MR sofreram um aumento constante durante os trecircs primeiros levantamentos com

uma queda acentuada no quarto ensaio Esta diferenccedila de comportamento entre os MRs dos

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD se daacute devido a maior precisatildeo na obtenccedilatildeo

dos dados com o FWD que mede apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas do pavimento Tal fato eacute

179

ideal para a obtenccedilatildeo dos valores de deflexatildeo nos ensaios e por conseguinte para o MR das

camadas mostrando assim a evoluccedilatildeo na capacidade do material de deformar absorver essa

energia de deformaccedilatildeo e retornar a posiccedilatildeo inicial o que natildeo aconteceu na retroanaacutelise dos

dados obtidos com Viga Benkelman O aumento nos trecircs primeiros ensaios realizados com

FWD deve ter ocorrido em funccedilatildeo de um possiacutevel acreacutescimo na rigidez da mistura asfaacuteltica

devido ao envelhecimento da mistura A queda no valor do moacutedulo possivelmente ocorreu

pelo aumento da quantidade e severidade dos defeitos reduzindo assim a capacidade

estrutural da mistura

Jaacute a camada antiga de revestimento teve uma queda no valor de MR do ensaio

realizado antes do recapeamento em relaccedilatildeo aos realizados apoacutes o recapeamento e liberaccedilatildeo

ao traacutefego com Viga Benkelman Poreacutem a obtenccedilatildeo dos valores de MR no primeiro

levantamento se deu atraveacutes da meacutedia dos valores de retroanaacutelise de apenas seis bacias de

deflexatildeo o que pode ter alterado os valores reais de MR da camada de revestimento antigo de

todo o trecho mostrando assim valores mais altos para esta camada

Os moacutedulos obtidos para o revestimento antigo com os dados dos ensaios de FWD

mostraram um comportamento semelhante aos conseguidos para o revestimento novo Tal

comportamento pode ser explicado pela hipoacutetese de que como a retroanaacutelise leva em conta

toda a estrutura para realizar as anaacutelises e como o revestimento novo teve o comportamento

de inicialmente aumentar e posteriormente retrair o revestimento antigo seguiu o mesmo

comportamento por ter caracteriacutesticas semelhantes

Observa-se tanto na Tabela 418 como na Figura 432 valores de MR na camada de

Base abaixo do esperado tanto para a retroanaacutelise dos dados de Viga Benkelman como para

os dados de FWD Este valor baixo deve ter ocorrido devido a grande contaminaccedilatildeo por finos

que a camada estava apresentando Foi possiacutevel verificar esta contaminaccedilatildeo pois se realizou a

coleta e avaliaccedilatildeo do material que estava empregado nesta camada Verificou-se ainda valores

relativamente altos de MR para camada de subleito na ordem de 180 MPa Poreacutem Ribas

(2014) encontrou valores semelhantes nas retroanaacutelises realizadas com dados de deflexatildeo

obtidos em rodovias do Rio Grande do Sul

Para a Avenida Heacutelvio Basso os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia conseguidos

com retroanaacutelise de cada uma das camadas para as bacias de deflexatildeo obtidas nos ensaios

com Viga Benkelman e FWD estatildeo mostrados na Tabela 419 O comportamento dos

moacutedulos de resiliecircncia com o passar do tempo e agrave medida que o pavimento foi solicitado estatildeo

apresentados na Figura 433

180

Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 4276 255 501 195

1 435E+04 736E+04 4084 245 365 120

7 299E+05 505E+05 4203 413 621 142

14 736E+05 124E+06 4094 301 614 69

17 835E+05 140E+06 4026 304 398 144

21 103E+06 173E+06 4249 549 463 212

9 391E+05 661E+05 6477 617 603 163

17 835E+05 140E+06 6706 634 399 167

21 103E+06 173E+06 6983 671 587 206

MR Sub base

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

Monitorado

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Heacutelvio Basso

Pode-se observar da Figura 433 que haacute uma constacircncia nos valores de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas que compotildeem o pavimento com o passar do tempo Essa

constacircncia se daacute devido a uma compactaccedilatildeo adequada nas camadas de solo e granulares

subjacentes ao revestimento Na camada de revestimento a constacircncia nos valores de MR se

daacute devido a um envelhecimento natildeo muito acentuado simultaneamente com o natildeo

181

aparecimento de trincas fazendo com que natildeo aumentasse nem reduzisse os valores nestes

meses de observaccedilatildeo

Observam-se ainda valores de MR condizentes com o encontrado na literatura nos

encontrados no laboratoacuterio e como no estudo realizado por Ribas (2014) tanto na camada de

solo quanto nas camadas granulares e de revestimento asfaacuteltico A coerecircncia dos valores

encontrados nos moacutedulos de resiliecircncia deste trecho com o da literatura se daacute devido a uma

adequada construccedilatildeo de cada uma das camadas com suas respectivas teacutecnicas

Vale salientar ainda que os valores de MR encontrados para o revestimento asfaacuteltico

dos ensaios com FWD mostraram-se aproximadamente 39 maiores do que os encontrados

com Viga Benkelman Este valor maior ocorreu devido a valores de deflexatildeo menores

encontrados no ensaio com FWD

No trevo dos Quarteacuteis os valores meacutedios de MR encontrados para cada camada nos

trecircs ensaios realizados com Viga Benkelman e para os dois ensaios realizados com FWD

estatildeo apresentados na Tabela 420

Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 3064 193 337 285

3 136E+05 295E+05 2786 134 176 252

7 319E+05 691E+05 3304 425 170 195

3 136E+05 295E+05 3093 382 184 221

7 319E+05 691E+05 3200 556 445 285

NUSACETrecho

Monitorado

Viga

Benkelman

FWD

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Sub base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Uma observaccedilatildeo que deve ser salientada na visualizaccedilatildeo da Tabela 420 eacute com relaccedilatildeo

aos valores de MR obtidos para o subleito relativamente altos para uma camada composta por

uma argila com as caracteriacutesticas apresentadas neste trecho Poreacutem para a realizaccedilatildeo da

retroanaacutelise natildeo foi considerada a camada de reforccedilo do subleito em pedra detonada como

uma camada isolada do subleito ambas foram consideradas como uma camada do sistema

subleito composta pela camada de argila e a pedra detonada colocadas como reforccedilo do

subleito por isso o surgimento de valores mais elevados

Para melhor visualizaccedilatildeo do comportamento dos moacutedulos em cada camada foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 434 com os valores de moacutedulo de resiliecircncia em funccedilatildeo

do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo de 82tf

182

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no

Trevo dos Quarteacuteis

O comportamento dos valores de MR de todas as camadas agrave medida que o pavimento

foi solicitado obtidos com Viga Benkelman e FWD mostraram-se constantes ao longo do

tempo Deve ter acontecido esta constacircncia devido ao curto periacuteodo de tempo de

monitoramento do trecho uma vez que foi realizado o ultimo levantamento apenas sete meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

Realizando uma comparaccedilatildeo entre os valores de moacutedulo de resiliecircncia encontrados

para os trecircs trechos monitorados observa-se que para os ensaios com Viga Benkelman os

moacutedulos de resiliecircncia para o revestimento novo da Avenida Roraima e o revestimento da

Avenida Heacutelvio Basso resultaram bem semelhantes na ordem de 4300 MPa Acredita-se que

esta semelhanccedila se daacute devido a mistura asfaacuteltica ter sido feita pela mesma empresa em ambos

os trechos com agregados da mesma jazida e com arranjo granulomeacutetrico com caracteriacutesticas

parecidas e ligantes de comportamentos semelhantes Jaacute a mistura asfaacuteltica do Trevo dos

Quarteacuteis obteve um valor de MR na ordem de 3200 MPa que eacute um pouco inferior a dos

outros dois trechos monitorados

Para a camada de base a uacutenica que apresentou valores um pouco inferiores foi a base

em BGS da Avenida Roraima que teve valores em torno de 100 MPa por ser uma camada

183

antiga contaminada por finos os outros dois trechos jaacute mostraram valores na ordem de 300

MPa como na pesquisa de Ribas (2014) Para a camada de subleito as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso obtiveram valores em torno de 150 MPa o que tambeacutem condiz com o

apresentado em outros estudos Somente o subleito do Trevo dos Quarteacuteis exibiu valores mais

altos justamente por ter sido considerado como um sistema subleito

Realizando a mesma anaacutelise poreacutem agora com os valores de MR obtidos pelos dados

dos ensaios realizados com FWD haacute um disparidade nos valores de MR das camadas de

revestimento asfaacuteltico dos trecircs trechos que apresentam valores mais altos para a Avenida

Heacutelvio Basso na ordem de 6700 MPa medianos para Avenida Roraima 4200 MPa e um

pouco mais baixos no Trevo dos Quarteacuteis em torno de 3200 MPa O uacutenico que se sobressaiu

neste comparativo foram os valores para a Avenida Heacutelvio Basso que foram bem superiores

para os ensaios com FWD do que para os ensaios com Viga Benkelman poreacutem o motivo

desta variaccedilatildeo jaacute foi justificado anteriormente

Os valores de MR nas camadas de base obtidos com os dados de FWD tiveram o

mesmo comportamento que os conseguidos a Viga Benkelman para cada trecho com exceccedilatildeo

do valor para base da Avenida Heacutelvio Basso com valores mais altos na faixa de 630 MPa

Acredita-se que da mesma forma que os valores de MR do revestimento apresentaram valores

mais elevados para os dados obtidos com FWD neste trecho os valores de MR para base

tambeacutem tiveram valores mais altos pelo mesmo motivo Para o subleito o comportamento dos

valores de MR em cada trecho foi o mesmo para os obtidos com Viga Benkelman com

valores em torno de 180 MPa para as Avenida Roraima e Heacutelvio Basso e de 250 MPa para o

Trevo dos Quarteacuteis

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL

Neste item seratildeo apresentadas anaacutelises estruturais dos trecircs trechos monitorados atraveacutes

de anaacutelises mecanicistas com dados obtidos nos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman

uma vez que foi realizado apenas ensaios com este equipamento no primeiro mecircs de abertura

das vias ao traacutefego Seraacute mostrada ainda uma anaacutelise estrutural da espessura da camada

asfaacuteltica colocada na Avenida Roraima feita com a norma do DNER-PRO 0111979 de

restauraccedilatildeo do pavimento da via existente

184

491 Anaacutelise mecanicista

Para realizaccedilatildeo deste estudo selecionaram-se os valores de moacutedulo de resiliecircncia

obtidos atraveacutes da retroanaacutelise dos dados dos ensaios realizados com Viga Benkelman no

periacuteodo em que cada trecho havia sido utilizado durante um mecircs Foi utilizado como

ferramenta o software AEMCSisPav (2009) com carregamento do eixo padratildeo sendo eixo

simples de rodas duplas com inflaccedilatildeo dos pneus igual a 055MPa e carga de 8200 kg

Foram adotados os mesmos valores de Coeficiente de Poisson utilizados na

retroanaacutelise que foram de 030 para concreto asfaacuteltico segundo Specht (2004) 035 para

camadas granulares e 045 para subleitos de solos segundo Medina e Motta (2015) Com esta

anaacutelise mecanicista realizada com o software obteve-se a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo na

fibra inferior do revestimento (t) e a deformaccedilatildeo especiacutefica de compressatildeo no topo do

subleito (c) valores que foram aplicados nos modelos de fadiga e de deformaccedilatildeo permanente

buscados na literatura

Com estes dados foram realizadas seis simulaccedilotildees no software AEMCSisPav (2009)

as trecircs primeiras para obtenccedilatildeo dos valores das tensotildees de traccedilatildeo na fibra inferior do

revestimento e tensatildeo de compressatildeo no topo do subleito dos trecircs trechos monitorados com

aderecircncia total entre as camadas No caso especiacutefico da Avenida Roraima pegou-se a tensatildeo

de traccedilatildeo na fibra inferior do revestimento novo pois o antigo jaacute se encontrava bastante

deteriorado

As outras trecircs simulaccedilotildees foram realizadas com o mesmo objetivo poreacutem

considerando a natildeo aderecircncia entre as camadas Somente foi considerada aderida a camada

asfaacuteltica nova com a camada asfaacuteltica antiga da Avenida Roraima por se tratar de uma

interface de camada asfaacuteltica com camada asfaacuteltica Optou-se por realizar as simulaccedilotildees com

aderecircncia entre as camadas e sem aderecircncia entre as camadas que compotildeem o pavimento para

verificar a influecircncia de tal paracircmetro nas tensotildees e na previsatildeo de durabilidade do pavimento

Para avaliar o desempenho a fadiga foram utilizados os modelos de Franco (2007)

Pinto (1991) e da Federal Highway Administration ndash FHWA (2006) que satildeo os modelos mais

utilizados no meio acadecircmico Para a deformaccedilatildeo permanente o modelo empregado foi o

proposto pelo Asphalt Institute (1991)

Dando prosseguimento ao estudo inseriu-se no modelo de Franco (2007) que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 245 do item 23212 no modelo de Pinto (1991) que estaacute mostrado

na Equaccedilatildeo 251 do item 23214 e no modelo do FHWA (2006) que estaacute apresentado na

185

Equaccedilatildeo 260 do item 23217 as tensotildees de traccedilatildeo na base do revestimento para obtenccedilatildeo da

previsatildeo da vida de fadiga de cada um dos trechos No modelo proposto pelo Asphalt Institute

(1991) que estaacute na Equaccedilatildeo 253 do item 23215 inseriu-se as tensotildees de compressatildeo no

topo do subleito para obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo necessaacuterios para

causar a deformaccedilatildeo permanente maacutexima na estrutura

A Tabela 421 apresenta os valores de tensatildeo de traccedilatildeo na base das camadas asfaacutelticas

e tensatildeo de compressatildeo no topo dos subleitos bem como os valores de moacutedulo de resiliecircncia

da camada de revestimento necessaacuterio para o caacutelculo de alguns modelos Jaacute a Tabela 422

mostra os valores de N de Fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente em que modelos

mencionados preveem o momento que ocorreratildeo as rupturas dos pavimentos seja essa

ruptura pelo mecanismo de fadiga ou da deformaccedilatildeo permanente

Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC

Trechoεt

(10-6 m mm)

εc

(10-6 m mm)

MR Revestimento

(MPa)

Avenida Roraima Rev Novo 177 -263 4321

Avenida Heacutelvio Basso 251 -186 4084

Trevo dos Quarteacuteis 292 -236 3064

Avenida Roraima Rev Novo 207 -690 4321

Avenida Heacutelvio Basso 369 -610 4084

Trevo dos Quarteacuteis 414 -740 3064

Aderido

Natildeo Aderido

Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima 497E+05 603E+06 164E+07 137E+07

Avenida Heacutelvio Basso 194E+05 239E+06 481E+06 646E+07

Trevo dos Quarteacuteis 156E+05 162E+06 283E+06 223E+07

Avenida Roraima 320E+05 398E+06 947E+06 544E+09

Avenida Heacutelvio Basso 653E+04 863E+05 124E+06 943E+09

Trevo dos Quarteacuteis 584E+04 642E+05 830E+05 398E+09

NAASHTOTrecho

Aderido

Natildeo Aderido

Analisando a Tabela 422 eacute possiacutevel afirmar que ao realizar as simulaccedilotildees com as

camadas do pavimento natildeo aderidas a possibilidade de o pavimento romper por fadiga e natildeo

por deformaccedilatildeo permanente eacute bem maior pois eacute necessaacuterio um nuacutemero de solicitaccedilotildees bem

186

inferior para romper o pavimento por fadiga segundo os modelos utilizados para esta anaacutelise

Isso ocorre devido as camadas da estrutura do pavimento trabalharem de forma individual

absorvendo o carregamento e transmitindo uma menor parcela de tensatildeo para camada inferior

rompendo com uma maior tensatildeo de traccedilatildeo na base do revestimento e uma menor tensatildeo de

compressatildeo no topo do subleito

Aleacutem disso a grande maioria dos pavimentos brasileiros inclusive os trechos

estudados nesta pesquisa satildeo dimensionados pelo meacutetodo do CBR que protege o subleito

contra o carregamento fazendo com que as tensotildees de compressatildeo nesta camada sejam muito

baixas Assim os pavimentos brasileiros possuem uma possibilidade maior de romper por

fadiga do que por deformaccedilatildeo permanente

Jaacute quando foram realizadas as simulaccedilotildees com as camadas do pavimento totalmente

aderidas entre elas se tomado como base o modelo do FHWA (2006) e analisando a tensatildeo

na fibra inferior do revestimento da Avenida Roraima o pavimento chegaria a ruina pelo

mecanismo da deformaccedilatildeo permanente Isso ocorre devido agrave maior transferecircncia de tensatildeo de

compressatildeo entre as camadas uma vez que elas estatildeo trabalhando juntas como se fossem uma

estrutura uacutenica Poreacutem nos demais trechos a ruptura ainda seria pelo mecanismo de fadiga

mesmo com todas as camadas do pavimento aderidas Para melhor visualizar todas estas

observaccedilotildees foram realizados os graacuteficos da Figura 435

10E+03

10E+04

10E+05

10E+06

10E+07

10E+08

10E+09

10E+10

Av Roraima

Aderido

AvRoraima

Natildeo Aderido

Av Heacutelvio Basso

Aderido

Av Heacutelvio Basso

Natildeo Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Natildeo Aderido

Nuacute

mer

o d

e so

lici

taccedilotilde

es (

NA

AS

HT

O)

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos

187

Com os dados conseguidos atraveacutes de contagem de traacutefego dos trecircs trechos

monitorados e seguindo o mecanismo de ruptura adotado pela AASHTO que assume a perda

de serventia como criteacuterio de ruptura obteve-se o periacuteodo que a estrutura suportaria a

solicitaccedilatildeo real que ocorre em cada um dos trechos Para encontrar o periacuteodo em que o

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar

sua ruptura seria necessaacuterio conhecer as caracteriacutesticas do traacutefego e como ele se comporta

durante o dia

Um dos paracircmetros que natildeo foi possiacutevel medir foi o peso dos veiacuteculos devido a isso

foi adotado que 100 dos veiacuteculos estavam passando com carga maacutexima legal outro

paracircmetro adotado foi com relaccedilatildeo a taxa de crescimento anual que foi a encontrada para a

Avenida Roraima de 115 e para a Avenida Heacutelvio Basso de 1368 Para o Trevo dos

Quarteacuteis foi adotado a taxa de crescimento de 30 segundo recomendaccedilotildees do DNIT uma

vez que neste trecho foi realizada apenas uma contagem de traacutefego natildeo sendo possiacutevel assim

encontrar a taxa de crescimento anual Jaacute os paracircmetros de fator de sentido e fator climaacutetico

foram adotados de acordo com as caracteriacutesticas da via e da regiatildeo os demais foram

calculados atraveacutes dos dados obtidos nas contagens de traacutefego realizados nos trecircs trechos

monitorados

Com os dados tabulados foi possiacutevel realizar o cruzamento dos dados das contagens

com os obtidos nos modelos mecaniacutesticos e assim encontrar o periacuteodo em que o nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar sua ruptura

Estes periacuteodos estatildeo apresentados na Tabela 423

Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima1 ano e

5 meses14 anos

31 anos e

3 meses

27 anos e

3 meses

Avenida Heacutelvio

Basso5 meses

4 anos e

5 meses

8 anos e

5 meses

64 anos e

6 meses

Trevo dos

Quarteacuteis4 meses

2 anos e

11 meses

4 anos e

10 meses

28 anos e

6 meses

Avenida Roraima 11 meses9 anos e

9 meses

20 anos e

4 meses-

Avenida Heacutelvio

Basso2 meses

1 ano e

8 meses

2 anos e

4 meses-

Trevo dos

Quarteacuteis

1 mecircs e

6 meses

1 ano e

2 meses

1 ano e

6 meses-

TrechoNAASHTO

Aderido

Desaderido

Natildeo Aderido

1 ano e

6 meses

188

Eacute possiacutevel observar na Tabela 423 que se for utilizado o modelo de Franco (2007) o

tempo necessaacuterio para ocorrer a ruptura do pavimento por fadiga eacute bem inferior em

comparaccedilatildeo aos demais modelos utilizados no comparativo isso ocorre pelo fato de o modelo

de Franco (2007) ser conservador em se tratando de vida de fadiga do pavimento Em

contrapartida o modelo apresentado pelo FHWA (2006) mostra uma perspectiva de

durabilidade maior chegando a ser bastante otimista principalmente para Avenida Roraima

Assim foi possiacutevel verificar que a escolha do modelo influencia diretamente na expectativa de

vida uacutetil do pavimento

Outra observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo agrave colocaccedilatildeo ou natildeo de aderecircncia

entre as camadas do pavimento Foi possiacutevel verificar que para vida de fadiga este paracircmetro

natildeo teve influecircncia tatildeo significativa quanto na deformaccedilatildeo permanente Para deformaccedilatildeo

permanente a colocaccedilatildeo da aderecircncia entre as camadas durante as simulaccedilotildees reduziu

extremamente a previsatildeo de vida uacutetil do pavimento jaacute sem aderecircncia natildeo foi possiacutevel

verificar o tempo de vida uacutetil devido ter uma previsatildeo extremamente alta da vida de

deformaccedilatildeo permanente

Aleacutem da anaacutelise mecanicista atraveacutes dos modelos foi realizado tambeacutem o caacutelculo do

nuacutemero estrutural dos trecircs trechos monitorados Segundo Johnston (2001) o nuacutemero estrutural

eacute um nuacutemero indicativo da espessura total de um pavimento para resistir um nuacutemero total de

solicitaccedilotildees equivalente ao eixo padratildeo com determinadas combinaccedilotildees de capacidade de

suporte do solo serventia final e clima Para a realizaccedilatildeo destes caacutelculos foi seguido as

orientaccedilotildees contidas na AASHTO

Para a Avenida Roraima o nuacutemero estrutural encontrado foi 146 jaacute para Avenida

Heacutelvio Basso o valor encontrado foi 283 e para o Trevo dos Quarteacuteis foi 263 Com isso eacute

possiacutevel mencionar que a estrutura do pavimento da Avenida Heacutelvio Basso tem maior

capacidade de suporte em relaccedilatildeo aos outros dois trechos monitorados jaacute a Avenida Roraima

apresentou o menor nuacutemero estrutural

Outra anaacutelise realizada foi com relaccedilatildeo a um possiacutevel Shift Factor na Avenida

Roraima para o trincamento Utilizou-se o modelo encontrado para o trincamento obtido pelo

meacutetodo de caacutelculo do FEC da USACE e encontrou-se o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees

necessaacuterio para causar 20 de aacuterea trincada sendo encontrado NUSACE = 146x106 Utilizando

o modelo de Franco (2007) e t = 207x10-6m mm que eacute para o caso de apenas as duas

camadas asfaacutelticas aderidas encontrou-se um ―Shift Factor igual a 146x104 corroborando

com a indicaccedilatildeo de Franco (2007)

189

492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979

Por se tratar de um trecho onde foi realizada uma restauraccedilatildeo optou-se por conferir a

espessura de reforccedilo que foi colocada na estrutura antes do iniacutecio do monitoramento do

trecho Esta conferecircncia foi realizada atraveacutes da utilizaccedilatildeo dos meacutetodos abordados na norma

DNER-PRO 0111979

Com os dados de deflexatildeo encontrados no levantamento do dia 30112012 (antes da

colocaccedilatildeo da camada de reforccedilo) realizou-se a anaacutelise estatiacutestica para obter a meacutedia e o

Desvio Padratildeo Como foi possiacutevel considerar os dados de todas as estacas para realizaccedilatildeo dos

caacutelculos encontrou-se a meacutedia e o desvio padratildeo e assim a deflexatildeo caracteriacutestica do trecho

(Dc = 10479x10-2

mm) Com a deflexatildeo caracteriacutestica e considerando o fator de correccedilatildeo

sazonal igual a um encontrou-se a deflexatildeo de projeto (Dp = 10479x10-2

mm)

Com os dados citados adotou-se para realizaccedilatildeo do caacutelculo da espessura da camada de

CA no reforccedilo periacuteodos de projeto de 5 e 10 anos bem como uma taxa de crescimento de

115 ao ano encontrada para o referido trecho A partir dos dados referentes agrave contagem

meacutedia de 2013 encontrou-se o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo para um periacuteodo de 5

anos igual agrave 184x106 e assim a necessidade de realizaccedilatildeo de pelo menos 45cm de uma

camada de CA e 67cm para um periacuteodo de projeto de 10 anos onde N = 378x106 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo

Como foi realizada a colocaccedilatildeo de 50cm de reforccedilo no trecho monitorado calculou-se

o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo que poderiam levar o trecho a ruiacutena e

encontrou-se um valor de N = 215x106 Tambeacutem com os dados referentes a contagem de

2013 estimou-se o periacuteodo que esta ruiacutena ocorreria e foi encontrado um periacuteodo de 5 anos e

10 meses

Observando os dados de levantamento de defeitos verificou-se que 6 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego iniciou-se o surgimento de trincas interligadas de fadiga com

esborcinamento das fissuras sendo classificada como severidade alta no iniacutecio da estaca 7

Acredita-se que as trincas interligadas que surgiram neste periacuteodo sejam a propagaccedilatildeo das

trincas que existiam no revestimento antigo da Avenida Roraima uma vez que natildeo foi

realizado nenhum meacutetodo que impedisse esta propagaccedilatildeo durante a restauraccedilatildeo do trecho

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS

51 CONCLUSOtildeES

Esta pesquisa teve como objetivo monitorar trecircs trechos de pavimentos implantados na

regiatildeo de Santa Maria- RS a fim de verificar os desempenhos funcionais e estruturais de tais

trechos subsidiando assim o desenvolvimento de 34 modelos de previsatildeo de desempenho

sendo 17 deles obtidos pela forma de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela

metodologia da American Association of Highway and Transportation Officials (AASHTO) e

os outros 17 modelos pela forma de caacutelculo do FEC de acordo com o United States Army

Corps of Engineers (USACE)

Com isso foi possiacutevel chegar as seguintes conclusotildees

Durante a implantaccedilatildeo coletaram-se amostras de materiais utilizados na

construccedilatildeo de cada uma das camadas e pocircde-se concluir que a caracteriacutestica de cada

um desses materiais influenciou diretamente no desempenho dos trechos uma vez que

a Avenida Roraima que continha uma base contaminada com finos por exemplo

apresentou desempenho um pouco inferior com surgimento prematuro de trincas e

deflexotildees maiores do que a Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis que foram

construiacutedos com materiais novos

Com relaccedilatildeo agraves condiccedilotildees funcionais dos trechos monitorados ateacute o momento

apresentam valores satisfatoacuterios de irregularidade longitudinal A Avenida Heacutelvio

Basso foi a que mostrou maior IRI sendo este igual a 250mkm O maior

afundamento em trilha de roda ateacute o momento eacute do Trevo dos Quarteacuteis sendo igual a

390 mm e a Avenida Roraima mostrou 17 de aacuterea trincada com um IGG de 53

Conclui-se que grande parte deste trincamento foi ocasionado pela reflexatildeo das trincas

do pavimento antigo A Avenida Heacutelvio Basso apresentou o pior desempenho com

relaccedilatildeo a macrotextura sendo classificada como fina e o Trevo dos Quarteacuteis com a

classificaccedilatildeo de microtextura muito lisa teve o pior desempenhouma Microtextura

Lisa A Avenida Roraima mostrou o melhor desempenho em ambos os paracircmetros

com macrotextura meacutedia e microtextura lisa

192

Quando realizado o cruzamento dos dados de macrotextura e microtextura para

obtenccedilatildeo do IFI pocircde-se concluir que este estaacute ligado de forma direta agrave caracteriacutestica

da mistura e dos agregados A Avenida Heacutelvio Basso por apresentar uma macrotextura

fina e uma microtextura lisa obteve o menor valor de IFI sendo igual a 01 para

velocidade maacutexima permitida do trecho com classificaccedilatildeo de IFI ruim Tal fato deve-

se principalmente por este trecho ter um esqueleto peacutetreo bastante fechado da

mistura Jaacute a Avenida Roraima teve o melhor desempenho com IFI igual a 02 para

velocidade maacutexima permitida no trecho obtendo uma classificaccedilatildeo de IFI bom

Nos trechos monitorados a avaliaccedilatildeo estrutural do pavimento atraveacutes dos

ensaios natildeo destrutivos foi de suma importacircncia pois foi atraveacutes destes ensaios que se

pocircde concluir que a Avenida Roraima apresenta menor capacidade de suporte em

relaccedilatildeo aos outros dois trechos mostrando valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima em

torno de 20 maiores que esses Pocircde-se concluir tambeacutem que quando realizada a

restauraccedilatildeo de um trecho o mesmo deve ter uma avaliaccedilatildeo preacutevia da qualidade de

cada uma das camadas pois na Avenida Roraima a provaacutevel causa da baixa

capacidade de suporte deve ser pelo fato da base estar contaminada por finos

Os valores de moacutedulo de resiliecircncia obtidos por retroanaacutelise se mostraram

bastante coerentes se comparados aos mencionados em literaturas Para os

revestimentos asfaacutelticos dos trecircs trechos monitorados foram encontrados valores de

2800 MPa a 4700 MPa Jaacute para as bases estes ficaram em torno de 300 MPa com

exceccedilatildeo da base da Avenida Roraima que obteve valores em torno de 100MPa As

camadas de subleito das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso tiveram valores em torno

de 150 MPa enquanto o Trevo dos Quarteacuteis teve valores um pouco mais elevado

justamente devido a consideraccedilatildeo do sistema subleito Assim conclui-se que este

mecanismo utilizado para obtenccedilatildeo de tais valores representa adequadamente o

comportamento do material

Foram realizadas contagens perioacutedicas que conseguiram caracterizar de forma

adequada o traacutefego que solicitou os trechos com as caracteriacutesticas de cada um A partir

disto concluiu-se que a vida uacutetil de uma determinada estrutura estaacute diretamente ligada

agrave solicitaccedilatildeo que esta estrutura sofre e que para se prever o comportamento de uma

estrutura ao longo do tempo eacute muito importante conhecer as solicitaccedilotildees que esta

estrutura iraacute sofrer

193

Com todos os dados dos ensaios obtidos e a caracterizaccedilatildeo do traacutefego

adequada realizaram-se 34 modelos de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo sendo 17 deles obtidos pela forma

de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela metodologia da AASHTO e

os outros 17 modelos pela metodologia USACE Entatildeo pode-se dizer que eacute possiacutevel

prever a partir de modelos de previsatildeo de desempenho o comportamento funcional e

estrutural de um pavimento desde que o mesmo tenha caracteriacutesticas semelhantes aos

trechos que se quer prever o comportamento Aleacutem disso eacute possiacutevel prever a partir

dos modelos a necessidade de adequaccedilotildees na estrutura de um pavimento para uma

maior durabilidade e o possiacutevel momento em que seraacute necessaacuterio realizar intervenccedilotildees

para melhorias na pista

52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS

Visando a complementaccedilatildeo e continuidade da pesquisa sugere-se as seguintes

realizaccedilotildees

Dar continuidade no monitoramento dos trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS para aumentar a quantidade de dados obtidos para estes trechos

estudados e assim aperfeiccediloar os modelos de previsatildeo de desempenho jaacute encontrados

Obter mais dados no trecho do Trevo dos Quarteacuteis a fim de obter tambeacutem

modelos de previsatildeo de desempenho para este trecho nos paracircmetros estudados

Implantar e monitorar novos trechos em outros locais do Estado a fim de

obter novos dados e consequentemente novos modelos de previsatildeo de desempenho

verificando as semelhanccedilas e diferenccedilas que podem existir no Rio Grande do Sul

Realizar estudos laboratoriais mais avanccedilados com os materiais coletados em

campo a fim de subsidiar os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

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Paulo - SP

AGRADECIMENTOS

Inicialmente gostaria de agradecer imensamente agrave minha querida esposa Rafaele Freire

dos Santos pela compreensatildeo companheirismo e paciecircncia em momentos de ausecircncia Sem

seu incentivo e amor nada disso seria possiacutevel Vocecirc me deu o melhor presente da minha vida

o nosso filho Joatildeo Gabriel Freire dos Santos vocecircs dois satildeo a minha vida sem vocecircs nada faz

sentido Amo muito vocecircs

Agradeccedilo a professora Tatiana Cureau Cervo e ao professor Luciano Pivoto Specht

pela orientaccedilatildeo seguranccedila paciecircncia e pela motivaccedilatildeo ao estudo e agrave pesquisa Sua atenccedilatildeo foi

de fundamental importacircncia para o bom andamento dos trabalhos e seratildeo lembrados

eternamente por mim natildeo soacute por esta pesquisa mas tambeacutem pelas conversas duacutevidas tiradas

e amizade transmitida em todos os momentos

Ao professor Deividi da Silva Pereira que de forma indireta por diversos momentos

me orientou e tirou muitas duacutevidas que surgiram durante os estudos Sua dedicaccedilatildeo em

transmitir seus conhecimentos sempre que precisei seratildeo para sempre lembrados

Agrave professora Doutora Laura Maria Goretti da Motta pela disponibilidade em

compartilhar ideacuteias e realizar a avaliaccedilatildeo como membro da banca examinadora

Aos meus pais Amauri Silva Dutra dos Santos e Rosangela Maria Silveira dos Santos

por terem me passado os primeiros ensinamentos da vida e por terem continuado a me

ensianar a ser uma pessoa cada vez melhor Amo muito vocecircs

Aos meus colegas Faacutebio Rossato Fernando Boeira Gustavo Menegusso Daiana

Bruxel Lucas Bueno Mateus Tanski Thaiacutes Aquino Pedro Almeida e outros que foram

muito aleacutem de colegas e amigos pois soacute sendo muito amigo para me aturar e ajudar em todos

os momentos desta pesquisa Sem vocecircs este estudo seria muito mais difiacutecil de ser feito

Muito obrigado pela convivecircncia

Agraves bolsistas de iniciaccedilatildeo cientiacutefica jovens talentos Desirre Cureau e Nubia Wesz

Bolsistas PETROBRAS Valdir Barboza Eduardo Renz Marina Frederich e Lucas Dornelles

aleacutem de todos os bolsistas e voluntaacuterios que passaram pelo GEPPASV e colaboraram com

esta pesquisa sem a ajuda de vocecircs com certeza esta pesquisa natildeo seria a mesma

A todos os professores e alunos do grupo GEPPASV pelos ensinamentos

companheirismo e amizade compartilhados durante todo o periacuteodo do mestrado

Agrave PETROBRAS pelo financiamento da pesquisa e agrave UFSM pelo espaccedilo de estudo

Enfim obrigado a todas as pessoas que fazem parte da minha vida e contribuem para o

meu sucesso

RESUMO

Dissertaccedilatildeo de Mestrado Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia Civil

Universidade Federal de Santa Maria RS Brasil

DESENVOLVIMENTO DE MODELOS DE PREVISAtildeO DE

DESEMPENHO A PARTIR DA IMPLANTACcedilAtildeO DE TRECHOS

MONITORADOS NA REGIAtildeO DE SANTA MARIA - RS

AUTOR MAURICIO SILVEIRA DOS SANTOS

ORIENTADORA TATIANA CUREAU CERVO

COORIENTADOR LUCIANO PIVOTO SPECHT

Santa Maria 16 de Julho de 2015

Em um paiacutes com dimensotildees continentais como o Brasil infraestrutura de rodovias que proporcione um

deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que

a grande maioria dos insumos e das pessoas se desloca diariamente para regiotildees distantes Eacute por meio da

gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos tempos corretos que estas rodovias

fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus deslocamentos Uma forma de realizar esta gerecircncia de

maneira adequada eacute fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de manutenccedilotildees

disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de intervenccedilotildees Com isso o objetivo

desta pesquisa eacute realizar o monitoramento de trecircs trechos implantados na regiatildeo de Santa Maria ndash RS

verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo

de desempenho Para a concretizaccedilatildeo do estudo foi realizado em periacuteodos preacute-determinados ensaios de Mancha

de Areia Pecircndulo Britacircnico Irregularidade Longitudinal Afundamento em Trilha de Roda Levantamento

Visual de Defeitos e Levantamento de Bacia de Deflexotildees atraveacutes da Viga Benkelman e Falling Weight

Deflectometer (FWD) na Avenida Roraima (trecho de restauraccedilatildeo) Avenida Heacutelvio Basso e no Trevo dos

Quarteacuteis (trechos novos) Aleacutem destes ensaios foram feitas contagens quantitativas e classificatoacuterias dos

veiacuteculos que solicitavam os trechos com a intenccedilatildeo de encontrar o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo atraveacutes dos caacutelculos de FEC pela metodologia AASHTO e USACE Com isso obteve-se no total 34

modelos de previsatildeo de desempenho para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso (17 AASHTO e 17 USACE)

Natildeo foram desenvolvidos modelos para o Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o mesmo estaacute em iniacutecio de

monitoramento Aleacutem dos modelos de previsatildeo de desempenho foram realizadas avaliaccedilotildees do desempenho dos

trecircs trechos monitorados agrave mediada que o mesmo era solicitado pelo traacutefego sendo verificado que a Avenida

Roraima apresentou os maiores valores de deflexatildeo IGG e Aacuterea Trincada Jaacute o Trevo dos Quarteacuteis apresentou os

maiores valores de ATR Foram realizadas retroanaacutelises pelo software BAKFAA para obtenccedilatildeo de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas dos pavimentos estudados e de forma geral encontrou-se valores coerentes com

os estudados na literatura Fez-se tambeacutem anaacutelises estruturais atraveacutes do software AEMCSisPAv (2009) a fim

de encontrar a estimativa de durabilidade dos trechos A Avenida Roraima apesar de ser um trecho antigo e

apresentar a maior quantidade de defeitos prematuramente foi a que teve a maior previsatildeo de durabilidade entre

os trecircs trechos Aleacutem disso realizou-se a anaacutelise estrutural da Avenida Roraima pela norma DNER PRO

0111979 uma vez que se trata de uma restauraccedilatildeo de um pavimento e constatou-se que este trecho tem previsatildeo

de durabilidade de cinco anos e dez meses Assim o monitoramento e obtenccedilatildeo de modelos de previsatildeo de

desempenho satildeo de suma importacircncia para a boa gerecircncia dos pavimentos

Palavras-chave Trechos Monitorados Modelos de previsatildeo de desempenho Durabilidade

ABSTRACT

Masterrsquos Dissertation

Post-Graduation Program in Civil Engineering

Federal University of Santa Maria RS Brazil

DEVELOPMENT PERFORMANCE PREDICTION MODELS BY

IMPLANTATION OF MONITORED STRETCHES IN THE REGION OF

SANTA MARIA RS

AUTHOR SANTOS MAURICIO SILVEIRA DOS

ADVISOR CERVO TATIANA CUREAU

ADVISOR CO SPECHT LUCIANO PIVOTO

Santa Maria JULY 16th

2015

In a country with continental dimensions like Brazil road infrastructure that provides a displacement with

comfort and safety is extremely important once it is from these roads that the majority of supplies and people

moves daily to distant regions Is through appropriate management of corrective floors and measurements taken

at the correct times that these highways provides safety and comfort to users in their displacement One way to

perform this management properly is making use of performance prediction models that makes the manager can

predict the appearance of defects and the necessity of performing maintenance providing financial resources

required for repairs Thus the objective of this research is to monitor three highway stretches implemented in the

region of Santa Maria - RS checking their functional and structural performance in order to assist in the

development of performance prediction models To achieving the study tests were performed at predetermined

periods Sand Patch British Pendulum Roughness Rutting analysis Distress identification and Deflections

Basin Survey by Benkelman Beam and Falling Weight Deflectometer (FWD) at Roraima Avenue (restoration

stretch) Heacutelvio Basso Avenue and Quarteacuteis Intersection (new highway stretches) In these tests quantitative and

classifying counts of vehicles were made in order to find the number of equivalent demand of standard axis

through the FEC calculation by AASHTO and USACE methodology With that was obtained in all 34

performance prediction models for Avenues Roraima and Heacutelvio Basso (17 - AASHTO and 17 - USACE) No

models have been developed for Quarteacuteis Intersection once it is at the beginning of monitoring In addition to

performance prediction models performance evaluations were carried out of three sections monitored the

mediated that it were requested by the traffic and found that the Roraima Avenue had the highest deflection

values IGG and cracked area The Quarteacuteis Intersection had the highest values of rutting Back Analysis were

performed by BAKFAA software to obtain resilient modulus in all layers of pavements studied and in general

met values coherent with those studied in the literature It was also made structural analysis by AEMCSisPAv

(2009) software in order to find the estimated durability in the highway stretches The Roraima Avenue despite

being an old stretch and present the highest amount of early distress was the one that had the highest prediction

of durability between the three analysed sections Furthermore structural analysis was performed for Roraima

Avenue by standard DNER PRO 0111979 once it is a restored pavement it was found that this stretch is

expected five years and ten months of durability Therefore monitoring and obtaining performance prediction

models are extremely important for the proper management of pavements

Keywords Stretches Monitored Performance prediction models Durability

LISTA DE FIGURAS

Figura 21 Tensotildees em um pavimento 28 Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento 30 Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos 34 Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER 39 Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS 40 Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER 41 Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test 41 Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004 58 Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa 74 Figura 32 Rio Grande do Sul 74 Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria 74 Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados 75 Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014 76 Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima 76 Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima 77 Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima 82 Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima 83 Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e novo da Avenida

Roraima 85 Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 91 Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova 92 Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso 94 Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso 95 Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso 98 Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco 99 Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso 99 Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base 100 Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso 101 Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento 105 Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso 107 Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis 108 Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 109 Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis 111 Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco 112 Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis 112 Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis 113 Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos Quarteacuteis 114 Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos Quarteacuteis 117 Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis 118 Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia 121 Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico 123 Figura 333 Modelo de IFI 124 Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser 125 Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel 126 Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas 127 Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman 130 Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab 131 Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA 132 Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo 137 Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura 139 Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura 140 Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo 142 Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura 143 Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura 145 Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima 146 Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso 147 Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis 148 Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI 150

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa 150 Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado 151 Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado 152 Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado 152 Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo 154 Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI 155 Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI 157 Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho 158 Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho 159 Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho 159 Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo 161 Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR 162 Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR 164 Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo 165 Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada 167 Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada 169 Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima 171 Figura 428 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso 172 Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis 173 Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo 175 Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura 176 Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

178 Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio

Basso 180 Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

182 Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos 186

LISTA DE TABELAS

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos 35 Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de pavimentos 37 Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados 55 Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003) 56 Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima 79 Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima 80 Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego 81 Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida Roraima 86 Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS 86 Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima 87 Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima 88 Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima 89 Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima 92 Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima 93 Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso 96 Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso 97 Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso 102 Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 103 Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso 104 Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio Basso 106 Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso 107 Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis 110 Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis 115 Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis 116 Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis 118 Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 119 Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia 120 Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico 122 Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI 124 Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo 136 Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 136

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p 139 Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa 141

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 144

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p 149 Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados 153

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p 156 Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados 160 Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados 160

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p 163 Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados 165

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e p 167 Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima 170 Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso 172 Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis 173

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p 175 Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima 178 Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso 180 Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis 181 Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC 185 Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados 185 Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens 187

LISTA DE SIGLAS E SIacuteMBOLOS

AASHTO American Association of Highway and Transportation Officials

ABNT Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas

AIMS Aggregate Image Measurement System

ASTM American Society of Testing and Materials

ATR Afundamento de Trilha de Roda

BBR Bending Beam Rheometer

BGS Brita Graduada Simples

CA Concreto Asfaacuteltico

CAP Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

CBR California Bearing Ratio

CBUQ Concreto Betuminoso Usinado agrave Quente

CCR Concreto Compactado com Rolo

CENPES Centro de Pesquisa da PETROBRAS

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem

DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

DSR Dynamic Shear Rheometer

EVA Ethil Vinil Acetat

FHWA Federal Highway Administration

FWD Falling Weight Deflectometer

IFI International Friction Index

IGG Iacutendice de Gravidade Global

IRI International Roughness Index

ISC Iacutendice de Suporte Califoacuternia

LCPC Laboratorie Central des Ponts et Chausses

LTPP Long Term Pavement Performance

MCT Miniatura Compactados Tropicais

MPa Mega Pascal

MR Moacutedulo de Resiliecircncia

MSCR Multiple Stress Creep and Recovery

NBR Norma Brasileira

NCHRP National Cooperative Highway Research Program

PAV Pressurized Aging Vessel

PETROBRAS Petroacuteleo Brasileiro SA

PG Performance Grade

REMQP Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual

RT Resistecircncia agrave Traccedilatildeo

Rsup2 Coeficiente de Determinaccedilatildeo

SBS Styrene-Butadiene-Styrene

SGP Sistema de Gerecircncia de Pavimentos

TSD Tratamento Superficial Duplo

UFSM Universidade Federal de Santa Maria

USACE United States Army Corps of Engineers

VAM Vazios do Agregado Mineral

VB Viga Benkelman

VDM Volume Diaacuterio Meacutedio

SUMARIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 23 12 OBJETIVOS 25

121 Objetivo geral 25

122 Objetivos especiacuteficos 25

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 27 21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS 27 22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS 31

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO 32 231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho 33

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho 38 2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz 43

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson 45 2323 Modelos desenvolvidos por Marcon 46 2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio 49 2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba 50 2326 Modelos desenvolvidos por Benevides 51

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque 52

2328 Modelo desenvolvido por Lerch 55 2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara 57

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello 60

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves 61

23212 Modelos desenvolvidos por Franco 62 23213 Modelos da Shell Oil 63

23214 Modelo desenvolvido por Pinto 64 23215 Modelos do Asphalt Institute 64 23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG) 66

23217 Modelo da FHWA 68 23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs 68

23219 Modelo desenvolvido por Balbo 69 23220 Modelo desenvolvido por Rossato 70

3 METODOLOGIA 73

31 PLANEJAMENTO 73 32 TRECHOS MONITORADOS 74

321 Avenida Roraima 76

3211 Contagem de Traacutefego 77 3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 82

32121 Subleito 82 32122 Base 83 32123 Revestimento 84

321231 Agregados 84 321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 88 321233 Misturas 90

322 Avenida Heacutelvio Basso 94

3221 Contagem de Traacutefego 95 3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 97

32221 Subleito 97

32222 Sub-base 98 32223 Base 99 32224 Revestimento 100

322241 Agregados 101 322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 103

322243 Misturas 104 323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis 108

3231 Contagem de Traacutefego 109 3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico 110

32321 Subleito 110

32322 Sub-base 111 32323 Base 112 32324 Revestimento 113

323241 Agregados 114 323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP 115 323243 Misturas 116

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS 120 331 Macrotextura 120 332 Microtextura 121 333 International Friction Index - IFI 123 334 International Roughness Index ndash IRI 124

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR 125 336 Levantamento de Defeitos 126

337 Viga Benkelman 128

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD 130

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise 131

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS 135

41 MACROTEXTURA 136 42 MICROTEXTURA 141 43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI 145

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI 151 45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR 157

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO 164 47 DEFLEXAtildeO 169

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE 177

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL 183 491 Anaacutelise mecanicista 184 492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979 189

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 191 51 CONCLUSOtildeES 191 52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS 193 REFEREcircNCIAS 195

1 INTRODUCcedilAtildeO

Uma infraestrutura de transporte adequada proporciona a qualquer sociedade um

grande e importante desenvolvimento social e cultural atraveacutes da mobilidade de produtos e

pessoas Para o Brasil que eacute um paiacutes de dimensotildees continentais uma infraestrutura de

rodovias que proporcione um deslocamento com conforto e seguranccedila eacute extremamente

importante uma vez que eacute a partir destas rodovias que a grande maioria dos insumos e das

pessoas se desloca diariamente para regiotildees com distacircncias grandes

De acordo com o Ministeacuterio do planejamento Orccedilamento e Gestatildeo em seu Plano

Plurianual (PPA 2012-2015) aproximadamente 58 da movimentaccedilatildeo de cargas e 48 do

transporte interestadual de passageiros eacute realizada por meio de transporte rodoviaacuterio O

Ministeacuterio do Planejamento menciona ainda que 82 das rodovias federais implantadas no

Brasil satildeo pavimentadas poreacutem esta realidade natildeo se expande para as rodovias estaduais e

municipais sendo que o DNIT (2014) cita que 7865 da malha rodoviaacuteria nacional

considerando os trecircs niacuteveis (federal estadual e municipal) encontram-se natildeo pavimentadas

Eacute por meio da gerecircncia adequada dos pavimentos e medidas corretivas realizadas nos

tempos corretos que estas rodovias fornecem aos usuaacuterios seguranccedila e conforto nos seus

deslocamentos a qualquer tempo Uma forma de realizar esta gerecircncia de forma adequada eacute

fazendo uso de modelos de previsatildeo de desempenho que fazem com que o gestor possa

prever de forma antecipada o aparecimento de defeitos e a necessidade da realizaccedilatildeo de

manutenccedilotildees disponibilizando assim recursos financeiros necessaacuterios para as obras de

intervenccedilotildees

Um banco de dados grande que contenha caracterizaccedilatildeo quantitativa e classificatoacuteria

do traacutefego que solicita as estruturas bem como o conhecimento das caracteriacutesticas dos

materiais que foram utilizados na construccedilatildeo em cada uma das camadas do pavimento eacute a

base para realizar uma gerecircncia adequada dos pavimentos Eacute a partir deste banco de dados que

se realiza o desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho dos pavimentos que satildeo

gerenciados

Para Specht (2004) a degradaccedilatildeo do pavimento por deformaccedilotildees permanentes fissuras

de fadiga retraccedilatildeo teacutermica e degradaccedilatildeo estaacute associada a vaacuterios fatores sendo que

deformaccedilotildees permanentes e fissuras por fadiga estatildeo relacionadas com o traacutefego que atua na

via e a estrutura que o pavimento possui enquanto as outras duas estatildeo em funccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais empregados e das condiccedilotildees climaacuteticas que atuam no local O

24

autor comenta ainda que os mais rigorosos defeitos que ocorre em estruturas flexiacuteveis satildeo

apresentados no revestimento e fazem com que seja possiacutevel identificar duas formas

diferentes de solicitaccedilatildeo mecacircnica flexatildeo repetida que causa fissuras de fadiga e compressatildeo

simples que produz acuacutemulo de deformaccedilatildeo permanente

Franco (2007) confirma que os danos estruturais em pavimentos acontecem

principalmente por aplicaccedilotildees de cargas elevadas na estrutura ou devido ao grande nuacutemero de

repeticcedilotildees de passagem das rodas dos veiacuteculos Contudo o autor comenta que muitas das

estruturas dos pavimentos existentes no Brasil natildeo foram dimensionadas para tais solicitaccedilotildees

jaacute que o meacutetodo de dimensionamento tradicional natildeo contempla efeitos da fadiga pois foi

desenvolvido a partir de observaccedilotildees de danos de deformaccedilotildees no subleito

Muitas das formas de dimensionar as estruturas dos pavimentos que devem suportar

as solicitaccedilotildees a que seratildeo impostas durante sua vida uacutetil utilizam meacutetodos empiacutericos com

baixa confiabilidade das previsotildees tomadas como base para seus caacutelculos Faz-se necessaacuterio

uma evoluccedilatildeo nestes meacutetodos de dimensionamento que em curto prazo se faz por meacutetodos

mecaniacutestico-empiacutericos com uso de anaacutelise elaacutestico-linear e a elaacutestico natildeo linear atraveacutes de

programas computacionais calibrados por trechos experimentais que permitam gerar modelos

de previsatildeo de desempenho dos pavimentos

Para chegar a este meacutetodo de dimensionamento mecaniacutestico-empiacuterico satildeo estimados

modelos de previsatildeo de fadiga deformaccedilatildeo permanente e deformaccedilatildeo maacutexima admissiacutevel no

topo do subleito adequados agraves condiccedilotildees ambientais da regiatildeo tanto quanto possiacutevel

atualmente e considerados diversos tipos de configuraccedilatildeo de eixos Franco (2007) comenta

que a modelagem mecaniacutestica-empiacuterica busca melhorar os projetos de pavimentaccedilatildeo em

termos de eficiecircncia estrutural de modo a utilizar materiais cujo desempenho de campo ainda

natildeo se tem experiecircncia suficiente e considerar tambeacutem os efeitos ambientais e de traacutefego

Neste contexto no ano de 2009 deu-se inicio a implantaccedilatildeo de um programa com

abrangecircncia nacional que busca desenvolver um novo meacutetodo de dimensionamento de

pavimentos asfaacutelticos no Brasil Este programa foi denominado de Programa Rede Temaacutetica

de Asfalto implantado pela PETROBRAacuteS com a parceria dos principais Centros de Pesquisa

e universidades brasileiras

Como a UFSM faz parte desta Rede esta pesquisa busca o desenvolvimento de

modelos de previsatildeo de desempenho a fim de prever o comportamento estrutural e funcional

de rodovias na regiatildeo central do Rio Grande do Sul monitorando trechos em verdadeira

grandeza e assim contribuir com o desenvolvimento dos estudos da Rede Temaacutetica do

Asfalto Esta pesquisa contribui para a obtenccedilatildeo de um banco de dados com valores de

25

ensaios climatologia e caracteriacutesticas dos veiacuteculos que solicitam as vias bem como a

caracterizaccedilatildeo dos materiais utilizados em cada uma das camadas de cada trecho monitorado

12 OBJETIVOS

121 Objetivo geral

Este trabalho tem por objetivo geral monitorar trecircs trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS verificando seus desempenhos funcionais e estruturais de modo a subsidiar

a construccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenhos regionais

122 Objetivos especiacuteficos

Os objetivos especiacuteficos estatildeo apresentados da seguinte forma

Acompanhar a construccedilatildeo dos trechos implantados verificando as teacutecnicas

construtivas durante a execuccedilatildeo de cada uma das camadas e coleta de amostras

dos materiais empregados na construccedilatildeo para verificaccedilatildeo da caracterizaccedilatildeo dos

mesmos por ensaios laboratoriais

Realizar a anaacutelise das condiccedilotildees funcionais de serventia e seguranccedila por meio

de mediccedilotildees perioacutedicas de Irregularidade Longitudinal (IRI) Afundamento em

Trilha de Roda (ATR) levantamento de defeitos e valores de Macrotextura e

Microtextura

Obter um valor harmonizado do International Friction Index (IFI) com o

cruzamento dos dados obtidos com os ensaios de Pecircndulo Britacircnico e Mancha

de Areia para cada periacuteodo de ensaio

26

Realizar avaliaccedilotildees perioacutedicas de acordo com o Manual da Rede Temaacutetica do

Asfalto das condiccedilotildees estruturais submetidas ao traacutefego utilizando ensaios

com Viga Benkelman e FWD

Estimar os valores dos Moacutedulos de Resiliecircncia de cada uma das camadas do

pavimento por retroanaacutelise dos valores das bacias de deformaccedilatildeo encontrados

nos ensaios com Viga Benkelman e FWD

Realizar estudos de traacutefego por meio dos dados de contagens semestrais com

avaliaccedilotildees quantitativa e classificatoacuteria dos veiacuteculos que possibilitem a

obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees (N) do eixo padratildeo

Gerar modelos de previsatildeo de desempenho para os pavimentos monitorados

com os valores de Moacutedulo de Resiliecircncia das retroanaacutelises da Viga Benkelman

e FWD com os valores de Macrotextura e Microtextura os valores de IFI

ATR e IRI bem como com a porcentagem de aacuterea com algum tipo de defeito

2 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

Neste capitulo seraacute apresentado a revisatildeo bibliograacutefica realizada atraveacutes do

demonstrativo dos trecircs principais itens estudados nesta pesquisa que satildeo Mecacircnica dos

Pavimentos Sistemas de Gerecircncia de Pavimentos e Modelos de Previsatildeo de Desempenho

21 MECAcircNICA DE PAVIMENTOS

De acordo com Medina e Motta (2015) a mecacircnica dos pavimentos estuda os

pavimentos como sendo um sistema em camadas sujeitos agraves cargas dos veiacuteculos e geralmente

com o auxilio de programas computacionais realiza os caacutelculos de tensotildees deformaccedilotildees e

deslocamentos conhecidos os paracircmetros de deformabilidade dos materiais Eacute possiacutevel

verificar o nuacutemero de solicitaccedilotildees que leva o revestimento asfaacuteltico agrave ruptura por fadiga e

deve-se observar as deformaccedilotildees permanentes e a ruptura plaacutestica

Diversos fatores influenciam na mecacircnica dos pavimentos no dimensionamento e na

durabilidade da estrutura Dentre estes fatores estatildeo o traacutefego aplicado sobre o pavimento o

clima da regiatildeo onde estaacute a estrutura e os materiais empregados nas camadas do pavimento

Segundo Motta (1991) o carregamento imposto pelo traacutefego de veiacuteculos a avaliaccedilatildeo

dos materiais por meio de ensaios que reproduzam o estado de tensotildees e as condiccedilotildees

ambientais a que os pavimentos estaratildeo sujeitos no campo satildeo fatores que estabelecem a

relaccedilatildeo tensatildeo-deformaccedilatildeo que ocorre nas camadas de uma estrutura

Os materiais de pavimentaccedilatildeo satildeo caracterizados em termos elaacutesticos ou

aproximadamente elaacutesticos de forma que as respostas do pavimento em termos de tensotildees

deformaccedilotildees e deslocamentos devidos agraves cargas do traacutefego ou aos fatores ambientais possam

ser calculadas pelas teorias mecanicistas (MASADA et al 2004)

Para Santos (2005) o carregamento dinacircmico do traacutefego aleacutem de causar deformaccedilotildees

permanentes de trilhas de roda causa principalmente os defeitos de trincas de fadiga dos

pavimentos Como apresentado na Figura 21 na superfiacutecie do pavimento eacute aplicada uma

carga vertical de compressatildeo e nas fibras inferiores da camada asfaacuteltica surgem tensotildees de

traccedilatildeo e de compressatildeo devido ao carregamento e descarregamento repetido

28

Figura 21 Tensotildees em um pavimento

Fonte (Medina e Motta 2015)

Existem trecircs mecanismos principais que podem deteriorar um pavimento que satildeo

afundamento de trilhas de roda provocada pela deformaccedilatildeo permanente vertical excessiva

trincas por fadiga da camada asfaacuteltica devido agrave repeticcedilatildeo do carregamento e fissuraccedilatildeo por

trincas teacutermicas consequecircncia de variaccedilotildees de temperatura As trincas teacutermicas ocorrem em

regiotildees de baixa temperatura

Fadiga foi definida por Yoder e Witczak (1975) como sendo um fenocircmeno de trincas

induzidas pelo carregamento repetido do traacutefego devido a repetidos estados de tensatildeo ou

deformaccedilatildeo inferiores ao estado uacuteltimo de tensatildeo ou deformaccedilatildeo de material

Como consequecircncia do estado de tensotildees no pavimento Santos (2005) diz que ocorre

uma gradual deterioraccedilatildeo e que o carregamento e descarregamento constante do pavimento

devido ao traacutefego geram deformaccedilotildees elaacutesticas e nesta movimentaccedilatildeo constante de

deformaccedilatildeo e recuperaccedilatildeo surgem tensotildees de traccedilatildeo nas fibras inferiores da camada (asfaacuteltica)

do pavimento gerando assim o trincamento por fadiga

De acordo com Morgado et al (2007) a deterioraccedilatildeo das propriedades de um material

por efeito da aplicaccedilatildeo ciacuteclica de uma carga eacute o dano por fadiga este ocorre natildeo soacute sob cargas

de amplitude constante como sob cargas de amplitude variaacutevel

Para avaliar a vida de fadiga pode-se utilizar algumas teorias de dano cumulativo

dentre estas teorias estaacute a Lei de Miner que foi concebida em 1945 apoacutes pesquisas sobre o

fenocircmeno da fadiga em metais de uso destinados agrave aviaccedilatildeo (SANTOS 2005)

29

Conforme Morgado et al (2007) das teorias de danos acumulados a que tem tido

maior divulgaccedilatildeo e a mais simples eacute a regra linear proposta por Miner A regra de Miner eacute

traduzida na Equaccedilatildeo 21

11

n

i i

i

N

nD (Equaccedilatildeo 21)

Onde D Dano acumulado de fadiga

ni = nuacutemero de ciclos de carregamento a um niacutevel de tensatildeo ζi

Ni eacute o nuacutemero de ciclos que provocaria ruptura para o mesmo niacutevel de tensatildeo

Santos (2005) menciona ainda que as deformaccedilotildees permanentes na superfiacutecie do

pavimento podem ser provocadas pelo carregamento vertical de compressatildeo oriundo do

traacutefego e podem tambeacutem ser decorrente da compactaccedilatildeo sofrida pelo subleito devido aos

carregamentos do traacutefego causando afundamentos em trilha de roda

Fernandes Jr (1994) afirmou que as trincas por fadiga da camada asfaacuteltica ou de

camadas cimentadas e a deformaccedilatildeo permanente nas trilhas das rodas causadas pelo traacutefego

satildeo as principais formas de deterioraccedilatildeo estrutural dos pavimentos Mas um pavimento pode

ainda deteriorar-se atraveacutes de mecanismos resultantes de fatores ambientais de desgaste por

abrasatildeo irregularidades na distribuiccedilatildeo e dosagem do material asfaacuteltico e de outros fatores

natildeo associados agraves solicitaccedilotildees do traacutefego

As variaccedilotildees climaacuteticas no desempenho de um pavimento devem ser muito bem

observadas uma vez que afetam diretamente o comportamento mecacircnico de alguns materiais

que compotildeem a estrutura especialmente a camada de revestimento e o subleito Em

contrapartida pode-se dar menor ecircnfase ao fenocircmeno do congelamento e degelo das camadas

da estrutura pois essa ocorrecircncia natildeo eacute comum no Brasil (FRANCO 2000)

Segundo Motta (1991) a temperatura do ar e precipitaccedilatildeo satildeo os fatores climaacuteticos

que mais afetam o desempenho de um pavimento Representado por seus elementos baacutesicos o

clima influencia os pavimentos por diversos mecanismos tais como a intemperizaccedilatildeo dos

materiais a alteraccedilatildeo dos moacutedulos de resiliecircncia ou ainda a alteraccedilatildeo das umidades de

equiliacutebrio

De acordo com Franco (2007) a umidade e a temperatura satildeo as duas variaacuteveis

ambientais que podem significativamente afetar as propriedades das camadas e do subleito do

pavimento e assim consequentemente afetar a capacidade da estrutura de suportar o

30

carregamento imposto pelo traacutefego A temperatura do ar atua diretamente nas propriedades

resilientes dos materiais asfaacutelticos devido agrave natureza viscosa dos ligantes asfaacutelticos jaacute a

umidade nas camadas inferiores do pavimento pode significar uma variaccedilatildeo no

comportamento resiliente do material

Medina e Motta (2015) explicam que as variaccedilotildees de temperatura tanto diurnas quanto

sazonais causam variaccedilotildees da rigidez dos materiais asfaacutelticos assim a deformabilidade do

pavimento eacute condicionada pelas variaccedilotildees da temperatura do ar ou das condiccedilotildees

meteoroloacutegicas de um modo geral

Para detalhar melhor os procedimentos analiacuteticos de dimensionamento e mostrar os

fatores que influenciam na mecacircnica dos pavimentos Motta (1991) apresenta na Figura 22

um diagrama com um procedimento detalhado e bastante caracteriacutestico para a determinaccedilatildeo

das espessuras das camadas de uma estrutura

Figura 22 Esquema de proposta de meacutetodo de dimensionamento

Fonte (Motta 1991)

Fatores Ambientais

Traacutefego Materiais Disponiacuteveis Teacutecnicas Construtivas

Paracircmetros de Projeto

Variabilidade de cada item

Espessuras Adotadas

Meacutetodos de caacutelculo de

Tensotildees (ζ x )

Paracircmetros de acompanhamento do

desempenho

Estimativa de Vida Uacutetil

Comparaccedilatildeo entre vida estimada e de projeto

Decisatildeo final das espessuras

Satisfatoacuterio

Natildeo

Sat

isfa

toacuteri

o

31

22 SISTEMAS DE GEREcircNCIA DE PAVIMENTOS

Segundo Haas et al (1994) um Sistema de Gerecircncia de Pavimentos (SGP) consiste

em um conjunto amplo e coordenado de atividades associadas com planejamento construccedilatildeo

manutenccedilatildeo avaliaccedilatildeo e pesquisa de pavimentos associados a um banco de dados

objetivando otimizar os recursos estabelecimento de programas de manutenccedilatildeo

proporcionando conforto e seguranccedila ao usuaacuterio

De acordo com Hudson et al (1979) um SGP utiliza procedimentos claramente

estabelecidos e racionais para avaliar estrateacutegias e alternativas ao longo de um periacuteodo de

anaacutelise especiacutefico e com base em valores previstos para atributos qualificaacuteveis do pavimento

Envolve o tratamento integrado e coordenado de todas as aacutereas sendo um processo dinacircmico

que incorpora a realizaccedilatildeo de vaacuterios atributos restriccedilotildees e criteacuterios envolvidos no processo de

otimizaccedilatildeo

Fernandes Jr (2001) comenta que os SGP representam uma possibilidade real de se

evoluir de um esquema de manutenccedilatildeo tradicional que se baseia quase sempre na correccedilatildeo de

problemas para um sistema de manutenccedilatildeo planejada onde a atuaccedilatildeo sobre a malha viaacuteria

natildeo eacute realizada somente na soluccedilatildeo de seus problemas imediatos mas tambeacutem em um

trabalho de prevenccedilatildeo que prolongue sua vida uacutetil e garanta padrotildees miacutenimos de serviccedilo em

toda a malha que estaacute sendo gerenciada

Para Albuquerque et al (2004) a gerecircncia de pavimentos eacute subdividida em dois niacuteveis

diferentes de abordagem sendo um destes o niacutevel de rede onde se realiza uma macro visatildeo de

toda a rede rodoviaacuteria e o outro niacutevel dito de projeto onde satildeo abordadas as caracteriacutesticas

peculiares a cada sub-trecho de cada rodovia

A Gerecircncia de Pavimentos depende do monitoramento perioacutedico do pavimento para

obtenccedilatildeo de informaccedilotildees confiaacuteveis sobre a caracteriacutestica fiacutesica da rodovia ao longo do tempo

e da administraccedilatildeo dos dados obtidos Com isso consegue-se saber o que precisa ser feito num

determinado pavimento quando seratildeo necessaacuterias intervenccedilotildees para evitar ruptura e prolongar

a vida de serviccedilo do pavimento onde estatildeo os projetos prioritaacuterios e como devem ser

executadas as intervenccedilotildees de manutenccedilatildeo e reabilitaccedilatildeo do pavimento (FERNADES JR

2001)

Um SGP em niacutevel de rede eacute constituiacutedo usualmente dos seguintes componentes

32

Banco de dados Eacute uma ferramenta muito importante e utilizada em SGP

devendo ser bem estruturado conter dados confiaacuteveis e abundantes Todas as

anaacutelises e decisotildees necessaacuterias satildeo baseadas nas informaccedilotildees e dados

coletados que por isso devem ser objetivos confiaacuteveis e atualizados

(AASHTO 1990)

Moacutedulo de avaliaccedilatildeo de estrateacutegias de conservaccedilatildeo a longo prazo

(planejamento) Compreende a anaacutelise de dados a priorizaccedilatildeo das intervenccedilotildees

e a tomada de decisotildees Os resultados satildeo analisados e adequados atraveacutes do

moacutedulo de programaccedilatildeo para definir soluccedilotildees em niacutevel de projeto e para

estabelecer uma programaccedilatildeo por prioridade teacutecnica e orccedilamentaacuteria

(MARCON 2003)

Moacutedulo de acompanhamento Baseia-se nos dados armazenados no banco de

dados e proporciona o acompanhamentomonitoramento de indicadores do

pavimento A partir da definiccedilatildeo dos criteacuterios de avaliaccedilatildeo para irregularidade

deflexatildeo estrutura qualidade do patrimocircnio e qualidade para o usuaacuterio satildeo

definidos Iacutendices de Qualidade para segmentos homogecircneos das rodovias

(CARDOSO 2000)

De acordo com Oliveira (2013) apoacutes as fases de implantaccedilatildeo do SGP de definiccedilatildeo da

aplicaccedilatildeo dos recursos planejamento projetos orccedilamentos e de execuccedilatildeo das atividades e

monitoramento do desempenho das estruturas de pavimento eacute possiacutevel uma anaacutelise global

dos resultados e posteriormente uma confirmaccedilatildeo ou alteraccedilatildeo dos iacutendices e premissas

utilizados Assim eacute fundamental considerar que esse ajuste pode e deve ser feito ao longo do

tempo considerando as caracteriacutesticas e especificidades de cada Sistema de Gerecircncia de

Pavimentos

23 MODELOS DE PREVISAtildeO DE DESEMPENHO

Os modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo ferramentas fundamentais

em um Sistema de Gerecircncia de Pavimento tanto em niacutevel de rede quanto de projeto pois com

eles pode-se determinar a condiccedilatildeo futura dos pavimentos e prever investimentos

33

Os modelos de desempenho satildeo estabelecidos para prever a velocidade com que os

valores dos paracircmetros funcionais e estruturais dos pavimentos variam em funccedilatildeo das

solicitaccedilotildees do traacutefego ou das condiccedilotildees climaacuteticas (BASIacuteLIO 2002)

O uso de modelos de previsatildeo possibilita os seguintes aspectos (FHWA 2006)

Determinar a vida remanescente dos pavimentos quando se tem conhecimento da

condiccedilatildeo limite aceitaacutevel

Otimizar a combinaccedilatildeo de projetos estrateacutegias e o tempo para a agecircncia concluir as

metas estabelecidas

Avaliar os impactos temporais de vaacuterios cenaacuterios elencados

Promover o ―feed-back para o processo de projeto do pavimento e

Auxiliar na estimativa dos custos do ciclo-de-vida do pavimento

231 Elaboraccedilatildeo e classificaccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho

Os modelos de previsatildeo podem ser elaborados individualmente para cada paracircmetro

de desempenho ou para um iacutendice de condiccedilatildeo que envolva todos os mecanismos de

deterioraccedilatildeo O niacutevel de complexidade dos modelos pode ser de livre escolha ficando a cargo

do gestor do sistema

O primeiro passo para a sua elaboraccedilatildeo estaacute em determinar a forma desejada para o

modelo Existem dois tipos de modelos que podem ser elaborados para se prever desempenho

de pavimentos (Pedrosa 2002 FHWA 2006) que satildeo

Determiniacutestico Modelo no qual o estado de um sistema eacute definido por causas que se

podem determinar e identificar o descrito adequadamente sem recorrer a elementos

probabiliacutesticos Eacute o modelo matemaacutetico que determina os resultados a partir de

condiccedilotildees iniciais Utiliza-se de regressatildeo para fornecer um uacutenico valor de um

paracircmetro (variaacutevel dependente) a partir de uma ou mais variaacuteveis (variaacuteveis

independentes) Algumas formas matemaacuteticas para modelos determiniacutesticos podem ser

observadas na Figura 23

34

Figura 23 Formas dos modelos determiniacutesticos

Fonte Vitorello 2008

Segundo Vitorello (2008) esse tipo de modelo pode ser subdividido nos seguintes

modelos

a) modelos de desempenho estrutural preveem o surgimento e a propagaccedilatildeo

dos defeitos produzidos pela repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

b) modelos de desempenho funcional preveem a queda do iacutendice de serventia

e do coeficiente de atrito da superfiacutecie com a repeticcedilatildeo de cargas de traacutefego ou tempo

c) modelos de degradaccedilatildeo satildeo derivados de um dos dois anteriores e utilizam

uma funccedilatildeo de degradaccedilatildeo que eacute um indicador normalizado de defeitos ou de queda

do iacutendice de serventia

Probabiliacutestico permite prever os valores de um paracircmetro baseado em matrizes de

transiccedilatildeo probabiliacutestica que estimam a probabilidade de seccedilotildees de pavimentos

mudarem de uma condiccedilatildeo para outra Este tipo de modelo ainda pode ser subdividido

em

a) curvas de sobrevivecircncia eacute um graacutefico de probabilidade x tempo e representa

a porcentagem de trechos que permanecem em serviccedilo apoacutes um certo nuacutemero de anos

(ou de passagens do eixo-padratildeo) sem requererem um grande investimento em

conservaccedilatildeo ou sem necessitarem de restauraccedilatildeo Este graacutefico pode ser elaborado a

partir do histoacuterico de manutenccedilatildeo de pavimentos da rede

35

b) modelos markovianos utilizam a chamada ―Matriz de Transiccedilatildeo que

expressa a probabilidade de um grupo de pavimentos com idades semelhantes e

sujeitos ao mesmo niacutevel de traacutefego passe de um estado de degradaccedilatildeo ou iacutendice de

serventia para outro dentro de um periacuteodo de tempo especificado Este processo eacute dito

estacionaacuterio pois a mudanccedila no estado de serventia do pavimento natildeo dependeraacute do

tempo (com valores estatiacutesticos invariaacuteveis) natildeo sendo adequado para planejamento

da rede (os fenocircmenos naturais natildeo se comportam desta forma) e

c) modelos semi-markovianos satildeo idecircnticos aos modelos markovianos com a

diferenccedila de que considera que o processo seja estacionaacuterio apenas durante

incrementos de tempo

O FHWA (2006) associou os tipos de modelos de previsatildeo de desempenho e variaacuteveis

utilizadas para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos (nacional estadual ou projeto) de acordo

com a Tabela 21

Tabela 21 Tipos de modelos de desempenho para niacuteveis de gerecircncia de pavimentos

Niacutevel de

Gerecircncia

Determiniacutestico Probabiliacutestico

Resposta

Primaacuteria Estrutural Funcional Deterioraccedilatildeo

Curvas de

Sobrevivecircncia

Modelos de Processo de

Transiccedilatildeo

Deflexatildeo Degradaccedilatildeo PSI

Carga Equivalente

Markov Semi-Markov Tensatildeo Condiccedilatildeo do Pavimento

Seguranccedila

Deformaccedilatildeo

Nacional X X X X

Estadual X X X X X X

Projeto X X X X

Fonte FHWA 2006

Os modelos ainda podem ser subdivididos quanto agrave sua natureza conforme descrito

por Haas et al 1994

Puramente Mecaniacutesticos modelos baseados em paracircmetros de respostas estruturais

como tensatildeo deformaccedilatildeo e deflexatildeo Esses modelos natildeo satildeo considerados modelos de

desempenho

36

Mecaniacutestico-Empiacutericos onde o paracircmetro de resposta estrutural eacute relacionado agrave

deterioraccedilatildeo estrutural ou funcional medida sendo obtido por equaccedilotildees de regressatildeo

Esses tipos de modelo satildeo os mais utilizados para fazer a previsatildeo de desempenho de

pavimentos

Empiacutericos ou de Regressatildeo onde a variaacutevel dependente de deterioraccedilatildeo estrutural ou

funcional eacute relacionada a uma ou mais variaacuteveis independentes como suporte do

subleito aplicaccedilotildees de carga por eixo propriedades e espessuras das camadas do

pavimento fatores ambientais e suas interaccedilotildees e

Subjetivo onde a experiecircncia de engenheiros eacute formalizada atraveacutes de processos de

transiccedilatildeo como o processo de Markov que permite a obtenccedilatildeo de modelos de

desempenho mesmo sem seacuterie histoacuterica de dados Este tipo de modelo eacute um caminho

alternativo para o desenvolvimento preliminar de modelos de desempenho onde a

base de dados requerida natildeo eacute extensa e pode ser obtida em etapas de projeto Esta

abordagem pode ser utilizada independentemente da forma desejada para os modelos

(determiniacutestico ou probabiliacutestico)

Existem quatro criteacuterios que devem ser levados em consideraccedilatildeo para o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho (FHWA 2006)

Um banco de dados adequado agraves condiccedilotildees e interesses do sistema

A inclusatildeo de todas as variaacuteveis importantes que afetem o desempenho

Uma formulaccedilatildeo funcional adequada do modelo e

O criteacuterio estatiacutestico adequado de acordo com a precisatildeo requerida para o modelo

Com uma consistente base de dados os modelos de previsatildeo de desempenho tem uma boa

aplicabilidade agrave pavimentaccedilatildeo principalmente quando desenvolvidos para regiotildees especiacuteficas

Eles devem ser desenvolvidos para famiacutelias de pavimentos com caracteriacutesticas

comuns tais como tipo de superfiacutecie classificaccedilatildeo funcional niacuteveis de traacutefego localizaccedilatildeo

geograacutefica e clima A teacutecnica de se separar os pavimentos em famiacutelias eacute uma boa opccedilatildeo

quando a quantidade de dados natildeo eacute significativa (FHWA 2006)

FHWA (2006) afirma que apesar de serem muito utilizados os modelos

determiniacutesticos fornecem vaacuterios erros de resultados por natildeo levarem em consideraccedilatildeo

variaccedilotildees regionais que ocorrem nos pavimentos Essa situaccedilatildeo soacute eacute contornaacutevel com uma

calibraccedilatildeo destes modelos o que requer um extenso banco de dados

Deve-se utilizar de ferramentas estatiacutesticas para avaliar se os resultados fornecidos

pelos modelos satildeo confiaacuteveis A verificaccedilatildeo do ajuste da correlaccedilatildeo entre variaacuteveis

37

independentes contidas nos modelos de desempenho em niacutevel de rede eacute um bom indicador de

sua capacidade de acerto Os modelos determiniacutesticos devem considerar o valor dos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) para cada uma de suas variaacuteveis independentes Quanto

mais se aproximar do valor 1 (um) maior a correlaccedilatildeo entre as variaacuteveis dependentes e

independentes

A Tabela 22 apresenta o que se espera dos paracircmetros de regressatildeo para modelos

elaborados em niacutevel de rede de projeto

Tabela 22 Expectativa dos paracircmetros de correlaccedilatildeo dos modelos de desempenho de

pavimentos

Niacutevel de Anaacutelise

do SGP Rsup2 REMQP

Tamanho da

Amostra

Nuacutemero de

Variaacuteveis

Independentes

Niacutevel de Rede Valores de meacutedio

para baixo

Valores meacutedios

para altos Grande Mais de uma

Niacutevel de Projeto Valores altos Valores baixos Pequena Uma

Obs

Rsup2 rarr coeficiente de determinaccedilatildeo e

REMQP (Raiz do Erro Meacutedio Quadraacutetico Percentual) rarr erro meacutedio quadrado que eacute o desvio padratildeo do valor determinado

pelo modelo

Fonte FHWA 2006

Como jaacute mencionado fazendo referecircncia a outros autores pode-se citar que Rodrigues

(2003) resume que os modelos de previsatildeo de desempenho tambeacutem podem ser classificados

de duas maneiras diferentes em termos de forma e em termos de sua natureza Em termos de

forma os modelos podem ser determiniacutesticos ou probabiliacutesticos Os modelos determiniacutesticos

preveem um uacutenico nuacutemero para a vida do pavimento ou para seu niacutevel de degradaccedilatildeo ou

ainda para outro paracircmetro indicador de sua condiccedilatildeo indicados para SGP em niacutevel de

projeto Por outro lado os modelos probabiliacutesticos preveem uma distribuiccedilatildeo dos eventos

citados nos modelos determiniacutesticos adequados para SGP em niacutevel de rede

Em termos de sua natureza os modelos podem ser empiacutericos ou mecaniacutestico-empiacuterico

Os modelos empiacutericos satildeo simples correlaccedilotildees entre o desempenho do pavimento e alguns

38

paracircmetros explicativos referentes ao traacutefego e agrave estrutura do pavimento Os modelos

mecaniacutestico-empiacutericos utilizam o universo de dados experimentais apenas para efeito de sua

calibraccedilatildeo e natildeo para o seu desenvolvimento na medida em que sua forma eacute ditada por leis da

Mecacircnica (HAAS et al 1994)

Eacute de suma importacircncia que a teoria desses modelos seja coerente com o que eacute

observado em experimentos planejados onde exista um alto grau de controle dos paracircmetros

envolvidos como nos ensaios de laboratoacuterio em modelos reduzidos e em pistas

experimentais Caso contraacuterio os fatores de calibraccedilatildeo teratildeo pouco significado e as previsotildees

do modelo final teratildeo baixa confiabilidade

Para maximizar os efeitos da gerecircncia de pavimentos o uso de modelos de previsatildeo de

desempenho confiaacuteveis eacute muito importante A seleccedilatildeo de estrateacutegias oacutetimas de manutenccedilatildeo

depende da viabilidade de uso de modelos que reflitam as condiccedilotildees locais (NUNtildeEZ E

SHAHIN 1986)

232 Exemplos de modelos de previsatildeo de desempenho

Para o uso eficiente e otimizado dos recursos de conservaccedilatildeo eacute necessaacuterio estimar as

condiccedilotildees ou o niacutevel de serventia futuros dos pavimentos administrados em determinada rede

rodoviaacuteria Esta estimativa soacute eacute possiacutevel se o planejador ou o engenheiro de pavimentaccedilatildeo

tiver agrave disposiccedilatildeo modelos de previsatildeo de desempenho realistas Estes modelos satildeo

instrumentos tecnoloacutegicos essenciais para a anaacutelise de estrateacutegias alternativas de projetos de

pavimentos (QUEIROZ 1984)

Algumas pesquisas que satildeo realizadas em grande escala para a obtenccedilatildeo de modelos

de previsatildeo de desempenho utilizam simuladores de traacutefego No Brasil existem alguns

simuladores de traacutefego que podem ser utilizados em pistas experimentais em verdadeira

grandeza que aceleram os processos de degradaccedilatildeo do pavimento reduzindo assim o tempo

necessaacuterio para obtenccedilatildeo dos resultados Como destaque temos a pista experimental do

IPRDNER o simulador de traacutefego da UFRGSDAER e o simulador de traacutefego moacutevel ndash HVS

- Simular

Nuntildeez (1997) ressalta que a pista do IPR foi construiacuteda nos anos de 197475 em

forma circular jaacute o simulador de traacutefego de UFRGS eacute do tipo linear como pode ser visto na

Figura 24 Victorino (2008) explica que o simulador da UFRGS desloca-se a uma velocidade

39

de ateacute 20kmh e realiza cerca de 2500 aplicaccedilotildees de carga por dia podendo obter os danos

corridos em uma rodovia com traacutefego meacutedio durante sua vida uacutetil ou periacuteodo de projeto em

ateacute dois meses

Figura 24 Simulador de traacutefego UFRGSDAER

Fonte Azambuja (2004)

O simulador utilizado por Fritzen (2005) em sua pesquisa foi o simulador de traacutefego

moacutevel ndash HVS (Heacutercules Veiacuteculo Simulador) com caracteriacutesticas semelhantes ao simulador da

UFRGSDAER como pode ser visto na Figura 25 uma vez que foi construiacutedo e

desenvolvido pela empresa Cifali com a colaboraccedilatildeo da Universidade Federal do Rio Grande

do Sul O equipamento tem comprimento total de 207 metros poreacutem pode realizar um

comprimento maacuteximo de simulaccedilatildeo de 11 metros tendo um comprimento de simulaccedilatildeo uacutetil de

5 metros Fritzen (2005) comenta ainda que o simulador pode realizar 350 cicloshora sentido

uacutenico e 700 cicloshora em sentidos opostos

Quando a simulaccedilatildeo ocorre em sentido uacutenico o semi-eixo desloca-se no sentido

longitudinal do equipamento havendo contato do pneu com o pavimento somente em um

uacutenico sentido o retorno se daacute com o rodado suspenso Quando a simulaccedilatildeo eacute feita em sentidos

opostos o contato pneu pavimento se daacute tanto na ida quanto na volta Eacute atraveacutes de uma

unidade hidraacuteulica que ocorre a aplicaccedilatildeo de carga que varia de 15kN ateacute 90kN com uma

40

velocidade maacutexima de 9kmh no semi-eixo o que permite acelerar os esforccedilos associados ao

carregamento e simular efetivamente as sobrecargas (FRITZEN 2005)

Figura 25 Simulador de traacutefego moacutevel - HVS

Fonte Fritzen (2005)

Silva (2001) diz que o simulador do IPR eacute uma estrutura metaacutelica composta de trecircs

subestruturas treliccediladas com um conjunto de rodas duplas na ponta de cada uma dessas

subestruturas A autora comenta ainda que o simulador pode chegar a uma velocidade de ateacute

80kmh com velocidade meacutedia de operaccedilatildeo de 40kmh Assim eacute possiacutevel ter 1500 aplicaccedilotildees

de carga por hora podendo obter modelos de desempenho em um curto periacuteodo de tempo A

Figura 26 apresenta o simulador de traacutefego circular do IPRDNER

Os melhores modelos de previsatildeo de desempenho de pavimentos satildeo aqueles

desenvolvidos diretamente a partir de dados de campo sistematicamente coletados e

analisados sendo que estes dados de observaccedilatildeo de pavimentos restringem o uso do modelo

ao ambiente de avaliaccedilatildeo (PATERSON 1987 apud ALBUQUERQUE 2007)

Estes modelos aleacutem de prever a condiccedilatildeo dos pavimentos conservados com

determinada atividade de manutenccedilatildeo tambeacutem podem ser uacuteteis para comparar

economicamente vaacuterias alternativas de manutenccedilatildeo ajudando no prognoacutestico do desempenho

do pavimento tratado com accedilotildees de manutenccedilatildeo e restauraccedilatildeo que satisfaccedilam restriccedilotildees de

orccedilamento e desempenho (BASIacuteLIO 2002)

41

Figura 26 Simulador de traacutefego IPRDNER

Fonte Silva (2001 apud VICTORINO 2008)

Um dos maiores experimentos em todo o mundo e que deu origem a alguns modelos

de previsatildeo de desempenho foram as pistas da AASHO Road Test desenvolvidas na deacutecada

de 1950 Segundo Senccedilo (1997) eram compostas por 6 circuitos apresentando cada uma duas

retas paralelas ligadas por segmentos circulares como pode ser visto na Figura 27 Cada

circuito tinha duas faixas de rolamento solicitadas pelo mesmo carregamento desde o eixo

simples de 9 kN ateacute o eixo tandem de 220 kN

Figura 27 Pistas experimentais da AASHO Road Test

Fonte Weingroff ndash FHWA

42

Este experimento realizado nas proximidades de Ottawa Illinois teve como objetivo

principal determinar o desempenho das estruturas estudadas sob a accedilatildeo de um traacutefego

especiacutefico Para alcanccedilar este objetivo a equipe da AASHO utilizou diversas teacutecnicas para a

determinaccedilatildeo do iacutendice de desempenho a partir de dados histoacutericos de serventia ao longo do

tempo (VALE 2008)

Vale (2008) menciona tambeacutem que uma das principais contribuiccedilotildees desta pesquisa

estaacute o meacutetodo de dimensionamento de pavimentos baseado no CBR com sua utilizaccedilatildeo em

aeroportos e a introduccedilatildeo do conceito de repeticcedilatildeo de cargas no dimensionamento Outra

contribuiccedilatildeo dada pelo estudo foram os conceitos para o meacutetodo de dosagem Marshall de

misturas asfaacutelticas apoacutes cinco anos de estudos realizados nas pistas

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo de

deterioraccedilatildeo em termos de irregularidade trincas e afundamento de trilhas de rodas para

pavimentos asfaacutelticos em funccedilatildeo da estrutura do pavimento subleito e traacutefego Esta pesquisa

foi realizada utilizando dados coletados de rodovias dos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo

Paulo e Distrito Federal Estes modelos podem ser utilizados em outros locais poreacutem eacute

necessaacuterio fazer uma calibraccedilatildeo dos mesmos para as caracteriacutesticas de onde ele seraacute utilizado

e uma verificaccedilatildeo dos resultados obtidos atraveacutes da coleta contiacutenua de dados

Um tipo mais geral de sistema de trabalho que inclua outros itens de custo (como

drenagem e terraplenagem) eacute melhor representado pelo ―Highway Design and Maintenance

Standards Model (HDM) Este modelo foi desenvolvido com base em uma extensa pesquisa

realizada no Brasil Quecircnia Iacutendia e Ilhas Caribenhas (BASIacuteLIO 2002)

Hudson et al (1979) concluiacuteram que ―a condiccedilatildeo atual de um pavimento eacute dependente

da sua histoacuteria em termos de estrutura carga suportada e fatores ambientais Toda a accedilatildeo

tomada no presente proporcionaraacute efeitos no futuro do pavimento enfatizando assim a

importacircncia de prever o comportamento futuro dos pavimentos para auxiliar a tomada de

decisatildeo do gestor e para tanto faz-se necessaacuterio o uso de modelos de desempenho que

reflitam as condiccedilotildees reais da rede Tais modelos seratildeo mais realistas quando existir uma

contiacutenua retroalimentaccedilatildeo do banco de dados do sistema

Basiacutelio (2002) destaca que os modelos de previsatildeo de desempenho apresentam

normalmente erros nas estimativas de tempo para execuccedilatildeo de serviccedilos de manutenccedilatildeo ou

reabilitaccedilatildeo dos pavimentos Estes erros costumam ser menores quando o pavimento se

aproxima da vida final e maiores quando estatildeo no iniacutecio da vida uacutetil Desta forma os modelos

devem ser periodicamente atualizados e as previsotildees devem restringir-se a periacuteodos em que

se tenha um razoaacutevel grau de confiabilidade (Haas et al 1994) A impossibilidade de incluir

43

todas as variaacuteveis significativas como drenagem qualidade de construccedilatildeo e condiccedilotildees

climaacuteticas colabora tambeacutem para a ocorrecircncia de erros e incertezas nos modelos

(Watanatada et al 1987 Bolivar e Achuacutetegui 1998)

Alguns modelos de previsatildeo de desempenho merecem ser destacados Aleacutem dos

trabalhos jaacute citados desenvolvidos por Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) e

Paterson (1987 apud ALBUQUERQUE 2007) de repercussatildeo internacional que foram com

algumas adaptaccedilotildees incorporados ao sistema HDM outros trabalhos de grande relevacircncia

foram realizados por Marcon (1996) Basiacutelio (2002) e Yshiba (2003) para respectivamente

os Estados de Santa Catarina Paranaacute e Goiaacutes

Benevides (2006) e Albuquerque (2007) mais recentemente tambeacutem realizaram

estudos para a elaboraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho para os Estados do Cearaacute e

Paraiacuteba no Nordeste do Brasil Nakahara (2005) por sua vez elaborou modelos de previsatildeo

para rodovias urbanas de intenso traacutefego pesado na cidade de Satildeo Paulo e Lerch (2003)

desenvolveu modelos avaliando a reduccedilatildeo da irregularidade em pavimentos do Estado do Rio

Grande do Sul Em seguida seratildeo apresentados mais detalhadamente alguns desses modelos

de previsatildeo de desempenho desenvolvidos baseando-se na literatura nacional e internacional

2321 Modelos desenvolvidos por Queiroz

Queiroz (1981 apud ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos empiacutericos e

mecaniacutestico-empiacutericos a partir de dados de irregularidade entre outros paracircmetros obtidos

nos Estados de Goiaacutes Minas Gerais Satildeo Paulo e Distrito Federal Alguns destes modelos

foram depois atualizados para o procedimento de projeto de reforccedilo DNER-PRO 1591985

(DNER 1985)

O autor desenvolveu 5 modelos de previsatildeo de desempenho para a irregularidade O

primeiro modelo apresentado correlaciona a irregularidade com o nuacutemero estrutural (Equaccedilatildeo

22) Os dois modelos seguintes por sua vez correlacionam a irregularidade com as deflexotildees

dos pavimentos obtidas com a Viga Benkelman (Equaccedilatildeo 23) e com o Dynaflect (equaccedilatildeo

24) E as duas uacuteltimas correlacionam com o nuacutemero estrutural e a deflexatildeo em conjunto

(Equaccedilatildeo 25 para deflexatildeo com a Viga Benkelman e Equaccedilatildeo 26 para deflexatildeo com o

Dynaflect)

44

2

log02240000795013804781log

SNC

NAERQI acum

(Equaccedilatildeo 22)

Rsup2 = 026 e Erro Padratildeo = 013

acumVB NDATRERQI log102275150165527821 5 (Equaccedilatildeo 23)

Rsup2 = 048 e Erro Padratildeo = 1058

acumD NDAPERQI log0248000751004140131503911log

(Equaccedilatildeo 24)

Rsup2 = 032 e Erro Padratildeo = 013

2

5 log10177

log66839303131656312

acumVB

acum

ND

SNC

NATRERQI

(Equaccedilatildeo 25)

Rsup2 = 052 e Erro Padratildeo = 1022

acumDacum ND

SNC

N

APERQI

log0230log

08560

0623004150107202991log

(Equaccedilatildeo 26)

Rsup2 = 036 e Erro Padratildeo = 013

Onde QI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (contagem km)

ER = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (ER = 0 original

ER= 1 restaurado)

A = idade do pavimento desde a construccedilatildeo ou reabilitaccedilatildeo (anos)

Nacum = nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelos fatores de equivalecircncia da AASHTO

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

TR = variaacutevel indicadora do tipo de revestimento (TR = 0 mistura asfaacuteltica TR =

1 tratamento superficial)

45

DVB = deflexatildeo com Viga Benkelman (102mm)

P = porcentagem do pavimento que recebeu reparos de remendos profundos e

DD = deflexatildeo com Dynaflect (0001 polegadas = 00254mm)

Albuquerque (2007) destaca que o fato de o modelo da equaccedilatildeo 22 correlacionando a

irregularidade com o nuacutemero estrutural ter apresentado desempenho insatisfatoacuterio com baixo

coeficiente de determinaccedilatildeo pode ser devido ao meacutetodo de caacutelculo do SNC utilizado Nas

regiotildees monitoradas para o desenvolvimento do modelo o subleito eacute constituiacutedo de solo

lateriacutetico e a utilizaccedilatildeo de valores medidos de ISC que para solos lateriacuteticos satildeo

particularmente baixos acabaram subestimando a capacidade estrutural dos pavimentos

considerada nos modelos e diminuindo sua correlaccedilatildeo com o QI

2322 Modelos desenvolvidos por Paterson

Fazendo uso de meacutetodos estatiacutesticos de regressatildeo Paterson (1987 apud

ALBUQUERQUE 2007) desenvolveu modelos de previsatildeo dos principais defeitos dos

pavimentos tais como trincamento irregularidade e afundamento de trilha de roda

Para a irregularidade longitudinal dos pavimentos Paterson desenvolveu o modelo

apresentado na Equaccedilatildeo 27

AGEeNESNCIRIIRI 01530

4

994

0 )1(725 (Equaccedilatildeo 27)

Rsup2 = 075

Onde IRI = irregularidade longitudinal dos pavimentos (m km)

IRI0 = irregularidade longitudinal inicial (m km)

SNC = nuacutemero estrutural corrigido

NE4 = representa o nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

de 82 tf calculado com fator de carga da AASHTO (milhotildees por faixa)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

46

Para o afundamento de trilha de roda por sua vez Paterson desenvolveu o modelo

apresentado nas Equaccedilotildees 28 e 29

ERMNECOMPSNCAGERDM 4

3025020166001 (Equaccedilatildeo 28)

Rsup2 = 042

Com

CRXMMPRHDEFERM 00158000900384009020

(Equaccedilatildeo 29)

Onde RDM = profundidade meacutedia das trilhas de roda (mm)

COMP = iacutendice de compactaccedilatildeo relativa meacutedia ponderada pela espessura da

camada sendo obtido em Paterson (1987)

DEF = deflexatildeo maacutexima meacutedia medida com viga Benkelman (102mm)

RH = variaacutevel que indica se o pavimento eacute restaurado ou natildeo (RH=0 original

RH=1 restaurado)

MMP = precipitaccedilatildeo meacutedia mensal (m mecircs) e

CRX = aacuterea de trincamento indexado sendo obtido em Paterson (1987)

AGE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo (anos)

2323 Modelos desenvolvidos por Marcon

Reunindo dados de levantamentos de 2500km da malha rodoviaacuteria do Estado de Santa

Catarina Marcon (1996) desenvolveu linhas de tendecircncia de pavimento para paracircmetros

como irregularidade longitudinal deflexotildees maacuteximas meacutedias iacutendice de gravidade global e

afundamento de trilha de roda Os modelos relacionaram o paracircmetro de desempenho do

pavimento com a idade do revestimento ou com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo

padratildeo Os modelos foram desenvolvidos para trecircs diferentes regiotildees geoloacutegicas do estado de

Santa Catarina A regiatildeo denominada por Marcon (1996) como sendo Regiatildeo 2 eacute a que mais

se aproxima das caracteriacutesticas do presente estudo por se tratar de uma regiatildeo cujos solos satildeo

formados pela decomposiccedilatildeo de rochas sedimentares como argilitos siltitos e arenitos

47

Com relaccedilatildeo agraves caracteriacutesticas gerais da composiccedilatildeo de cada pavimento 838 dos

trechos estudados pelo autor apresentam revestimento de CBUQ e 863 do total de trechos

era formada por brita graduada na camada de base Outra caracteriacutestica dos materiais e

camadas que compotildeem os trechos estudados por Marcon (1996) eacute que 452 da extensatildeo

estudada era composta por macadame seco na sub-base semelhante aos estudos desta

pesquisa onde dois dos trecircs trechos tem sub-base de macadame

Para deflexotildees Marcon (1996) desenvolveu para a Regiatildeo 2 os modelos apresentados

na equaccedilatildeo 210 relacionando a defeito ou a deflexatildeo com a idade dos pavimentos e na

Equaccedilatildeo 211 relacionando com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEDEFM 5458328824 (Equaccedilatildeo 210)

Rsup2 = 037

NADEFM 5100192844 (Equaccedilatildeo 211)

Rsup2 = 050

Os dados de irregularidade longitudinal para a Regiatildeo 2 foram ajustados nos modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 212 relacionado com a idade e na Equaccedilatildeo 213 relacionado com

o nuacutemero estrutural

IDADEQI 1635134818 (Equaccedilatildeo 212)

Rsup2 = 029

2146 1005100478325 NANAQI (Equaccedilatildeo 213)

Rsup2 = 032

Para o afundamento de trilha de roda para a Regiatildeo 2 foram desenvolvidos os

modelos das Equaccedilotildees 214 e 215 respectivamente relacionando o afundamento em trilha de

roda com a idade e o nuacutemero estrutural dos pavimentos

48

IDADETRI 2325082281 (Equaccedilatildeo 214)

Rsup2 = 028

NATRI 7100530513 (Equaccedilatildeo 215)

Rsup2 = 026

Para o iacutendice de gravidade global (IGG) para a Regiatildeo 2 foram elaborados os

modelos apresentados na Equaccedilatildeo 216 que relaciona o IGG com a idade e na Equaccedilatildeo 217

com o nuacutemero equivalente de operaccedilotildees

IDADEIGG 0159120 (Equaccedilatildeo 216)

Rsup2 = 052

2125 1001100276478 NANAIGG (Equaccedilatildeo 217)

Rsup2 = 061

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

TRI = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

IDADE = idade do pavimento desde a construccedilatildeo restauraccedilatildeo ou reconstruccedilatildeo

(anos) e

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

Destaca-se nos modelos desenvolvidos por Marcon a praticidade das equaccedilotildees

estando os paracircmetros relacionados somente agrave idade ou ao nuacutemero equivalente mas esta

condiccedilatildeo soacute eacute vaacutelida para gerecircncia em niacutevel de rede e porque a maioria dos pavimentos tinha

estrutura parecida

49

2324 Modelos desenvolvidos por Basiacutelio

Basiacutelio (2002) desenvolveu linhas de tendecircncia de desempenho para rodovias do

Estado de Goiaacutes As linhas de tendecircncia foram propostas para dois tipos de revestimento

Tratamento superficial duplo (TSD) e concreto asfaacuteltico (CBUQ) Esta revisatildeo focaraacute apenas

nos resultados obtidos por Basiacutelio (2002) para pavimentos revestidos com CBUQ ou CA jaacute

que no presente trabalho os estudos foram desenvolvidos em trechos com este tipo de

revestimento

Segundo Basiacutelio (2002) os dados obtidos no ano de 2000 pela Agecircncia Goiana de

Transportes e Obras Puacuteblicas (AGETOP 2000) mostram que apenas 114 da malha

rodoviaacuteria pavimentada no estado de Goiaacutes eram pavimentadas com CA Para as camadas de

base e de sub-base foram geralmente utilizados cascalho lateriacutetico pois se tratar de um

material amplamente distribuiacutedo pelo territoacuterio goiano e que apresenta boa capacidade de

suporte com valores de CBR variando mais frequentemente entre 40 e 70

Assim como nos trechos estudados nesta pesquisa Basiacutelio (2002) informou que a

grande maioria dos veiacuteculos que utilizam os trechos monitorados em seu trabalho eacute composta

por veiacuteculos de passeio aproximadamente 73 Os trechos estudados pelo autor

apresentaram espessuras caracteriacutesticas de camadas de solo bem semelhantes as encontradas

neste estudo sendo as camadas de base geralmente de 17cm e 18cm para camadas de sub-

base embora as camadas de revestimento tivessem espessuras de 25cm bem inferiores as

camada encontradas neste trabalho

Foram desenvolvidas por Basiacutelio (2002) linhas de tendecircncia para deflexatildeo (Equaccedilatildeo

218) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 219) afundamento de trilha de roda (Equaccedilatildeo

220) e trincamento (Equaccedilatildeo 221) para os trechos monitorados que apresentaram camadas

de revestimentos compostas por CBUQ

60257109107 7213 NANADEFM (Equaccedilatildeo 218)

Rsup2 = 061

74137102103 6213 NANAQI (Equaccedilatildeo 219)

Rsup2 = 061

50

98141106 7 NAATR (Equaccedilatildeo 220)

Rsup2 = 066

69820101 5 NATRI (Equaccedilatildeo 221)

Rsup2 = 081

Onde DEFM = deflexatildeo maacutexima meacutedia (102mm)

QI = quociente de irregularidade (cont km)

ATR = profundidade meacutedia de trilhas de roda (mm)

TRI = porcentagem da aacuterea trincada

NA = nuacutemero equivalente de operaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf calculado com o

fator de carga da AASHTO

2325 Modelos desenvolvidos por Yshiba

Com dados obtidos da malha rodoviaacuteria do Estado do Paranaacute Yshiba (2003) elaborou

modelos estatiacutesticos de deflexatildeo e irregularidade longitudinal para pavimentos originais e

restaurados Tal trabalho teve como base dados histoacutericos da avaliaccedilatildeo funcional e estrutural

das condiccedilotildees da malha rodoviaacuteria neste estado entre os anos de 1995 e 1998

Os pavimentos estudados na pesquisa de Yshiba (2003) eram constituidos de

revestimento em concreto asfaacuteltico com espessuras entre 3 e 10cm base em brita graduada

com espessuras entre 10 e 20cm e sub-base granular com espessuras entre 10 e 30cm sendo

que a regiatildeo do estudo apresenta formaccedilatildeo geoloacutegica de derrame basaacuteltico correspondendo a

42 da aacuterea total do Estado do Paranaacute Para pavimentos com revestimento original foram

obtidos os modelos apresentados na Equaccedilatildeo 222 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 223 para

irregularidade longitudinal

)()(811)(754)(254)(78056 SPIPSPNPIPDEF (Equaccedilatildeo 222)

Rsup2 = 062

51

)()(080)()(090

)(160)(310)(38082

SPIPNPIP

SPNPIPIRI

(Equaccedilatildeo 223)

Rsup2 = 075

Onde DEF = deflexatildeo determinada com a Viga Benkelman (102mm)

IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (m km)

8

13)(

IIP sendo I a idade em anos do revestimento

5

4

10

105)(

NNP

sendo N o nuacutemero de solicitaccedilotildees de traacutefego e

2

55)(

SSP

sendo S o nuacutemero estrutural corrigido

Para pavimentos restaurados por sua vez foram desenvolvidos os modelos

apresentados na Equaccedilatildeo 224 para deflexatildeo e na Equaccedilatildeo 225 para irregularidade

longitudinal

)()(441)(72)(813)(22247 SPNPPSNPIPDEF (Equaccedilatildeo 224)

Rsup2 = 083

)(140)(220)(120372 SPNPIPIRI (Equaccedilatildeo 225)

Rsup2 = 081

Onde as siglas tecircm os mesmos significados anteriores

2326 Modelos desenvolvidos por Benevides

Benevides (2006) elaborou modelos de irregularidade longitudinal com dados de

perfilocircmetro a laser de 72 trechos da malha rodoviaacuteria da regiatildeo Metropolitana de Fortaleza

no Estado do Cearaacute

52

Os 72 trechos escolhidos por Benevides (2006) para realizaccedilatildeo de seu estudo

perfizeram um total de 493946 km de rodovias sendo 42 trechos com revestimento em

Concreto Betuminoso Usinado a Quente - CBUQ perfazendo uma extensatildeo de 235466km

81240 km em Areia Asfalto Usinado a Quente - AAUQ sendo dividida em 10 trechos

monitorados e outros 20 trechos em Tratamento Superficial Duplo ndash TSD com um total de

177240 km O autor mostra ainda em seu trabalho que o volume diaacuterio meacutedio de veiacuteculos nos

trechos em TSD variou entre 4686 e 645 veiacuteculos por dia entre 6430 e 251 veiacuteculos por dia

nos trechos com AAUQ e entre 50062 e 2254 veiacuteculos por dia nos trechos com CBUQ

O autor correlacionou os dados de IRI com o Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento

deflexatildeo nuacutemero estrutural e porcentagem de trincamento As equaccedilotildees que representam tais

modelos satildeo as Equaccedilotildees 226 e 227

63615006410021101410 TFDEFPCIIRI (Equaccedilatildeo 226)

Rsup2 = 086

8441010050081203038 TFNECPCIIRI (Equaccedilatildeo 227)

Rsup2 = 093

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

PCI = Iacutendice de Condiccedilatildeo do Pavimento ()

DEF = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

NEC = nuacutemero estrutural corrigido obtido por correlaccedilatildeo com a deflexatildeo

determinada com FWD e

TF = porcentagem padratildeo do defeito Trinca por Fadiga ()

2327 Modelos desenvolvidos por Albuquerque

Com o objetivo de propor a estruturaccedilatildeo necessaacuteria de um SGP apropriado aos

Estados do Nordeste brasileiro Albuquerque (2007) realizou um denso estudo em sua tese de

doutorado no qual desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho a partir de levantamentos

ocorridos nos Estados da Paraiacuteba e Cearaacute Albuquerque (2007) fez uso de ferramentas

53

estatiacutesticas na elaboraccedilatildeo dos modelos de desempenho Foram desenvolvidos modelos para

revestimentos em mistura asfaacuteltica e tratamento superficial Nesta revisatildeo satildeo apresentados os

elaborados para misturas asfaacutelticas

Para o Estado da Paraiacuteba Albuquerque (2007) teve como objetivo o estudo da malha

rodoviaacuteria estadual sendo que 4318 desta malha eram pavimentadas com pista simples

Albuquerque (2007) obteve no Sistema de Informaccedilotildees Geograacuteficas Aplicado ao

Planejamento Rodoviaacuterio (SIGA do DER-PB) os seguintes dados de 2006 para realizaccedilatildeo do

estudo de sua tese

Contagem classificatoacuteria de traacutefego entre os anos de 1981 e 2002

Ano da ultima intervenccedilatildeo

Tipos e espessuras de camadas de pavimentos

ISC de camadas granulares e subleito

Levantamentos deflectomeacutetricos

IGG

Raio de curvatura entre os anos de 1990 e 1994

Com estes dados o autor citado desenvolveu modelos de previsatildeo de deflexatildeo

(Equaccedilatildeo 228) e de iacutendice de gravidade global (Equaccedilatildeo 229)

)2990095009207473e NSC(

VBD (Equaccedilatildeo 228)

Rsup2 = 091

)460551530313e747 NSC(IGG (Equaccedilatildeo 229)

Rsup2 = 088

Onde DVB = deflexatildeo determinada com Viga Benkelman (102mm)

IGG = iacutendice de gravidade global

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

O objetivo de Albuquerque (2007) no estudo realizado no Estado do Cearaacute tambeacutem

foi verificar apenas as rodovias estaduais sendo que este estado apresentava 1085320km de

54

rodovias estaduais e deste total 3897 eram rodovias pavimentadas A Figura 28 apresenta

toda a malha rodoviaacuteria do Cearaacute no ano de 2006

Atraveacutes do Sistema Integrado de Gestatildeo e Manutenccedilatildeo (SIGMA) disponibilizados

pelos DERT-CE Albuquerque (2007) conseguiu a contagem classificatoacuteria dos veiacuteculos nos

anos de 1994 1997 2000 2004 Cadastro com datas de intervenccedilatildeo espessura e tipo de

materiais utilizados Levantamentos deflectomeacutetricos com FWD nos anos de 1998 2002 e

2005 Levantamentos de Irregularidade do pavimento com integrador tipo resposta (IPRUSP)

em 2001 e 2005 e levantamento visual

Com a obtenccedilatildeo destes dados o autor desenvolveu modelos de previsatildeo de

desempenho para deflexatildeo (Equaccedilatildeo 230) irregularidade longitudinal (Equaccedilatildeo 231) e

iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento (Equaccedilatildeo 232)

)08880326500601067833e NSC(

FWDD (Equaccedilatildeo 230)

Rsup2 = 084

)0046000230001101775e35173 NSC(IRI (Equaccedilatildeo 231)

Rsup2 = 079

NSCPCR 6145314371 (Equaccedilatildeo 232)

Rsup2 = 089

Onde DFWD = deflexatildeo determinada com FWD (102mm)

IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

PCR = iacutendice de condiccedilatildeo do pavimento

C = paracircmetro representativo das condiccedilotildees climaacuteticas

S = paracircmetro representativo do nuacutemero estrutural corrigido e

N = paracircmetro representativo do nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do

eixo padratildeo de 82 tf calculado pelo meacutetodo da AASHTO

A descriccedilatildeo dos paracircmetros representativos das condiccedilotildees climaacuteticas (C) do nuacutemero

estrutural (S) e do nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees (N) eacute encontrada no trabalho de

Albuquerque (2007)

55

2328 Modelo desenvolvido por Lerch

Lerch (2003) desenvolveu modelo de avaliaccedilatildeo da reduccedilatildeo da irregularidade

longitudinal apoacutes aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo em nove trechos de rodovias do Estado do

Rio Grande do Sul Foram monitorados aproximadamente 265km com registros de

irregularidade antes e apoacutes o recapeamento das rodovias Os valores obtidos foram

comparados com valores previstos pelos modelos lineares e bilineares propostos pelo

programa HDM-4 do Banco Mundial

Os dados utilizados por Lerch (2003) foram coletados pela Coordenadoria de

Programas Especiais (CPROESP) e pela Unidade de Normas e Pesquisas (UNP) sendo

cedidos estes dados pelo Departamento Autocircnomo de Estradas de Rodagem do Rio Grande do

Sul (DAER-RS) No CPROESP foi coletado dados histoacutericos dos pavimentos condiccedilotildees

estruturais e funcionais de rodovias localizadas na metade norte do RS bem como as

condiccedilotildees superficiais e da classificaccedilatildeo tanto qualitativa como quantitativa do traacutefego

Jaacute na UNP foram coletados dados das condiccedilotildees superficiais dos pavimentos

principalmente quanto agrave irregularidade longitudinal apoacutes a execuccedilatildeo das obras de manutenccedilatildeo

dos trechos A Tabela 23 apresenta algumas caracteriacutesticas dos trechos estudados pelo autor

citado

Tabela 23 Caracteriacutesticas dos trechos monitorados

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Continua

56

Rodovia TrechoExtensatildeo

(km)

Tipo de

base

Espessura

(cm)Revestimento

Espessura

(cm)

RS 020Vista Alegre

- Taquara480 SoloBrita 30

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 128

Bom Retiro

do Sul -

Entr BR 386

80Brita

Graduada15 a 25

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 5

RS 324Marau -

Casca309

Brita

Graduada35

Peacute Misturado a

Frio5 a 7

RS 342Ijuiacute -

Cruz Alta446

Brita

Graduada22 a 30

Peacute Misturado a

Frio4 a 8

RS 344

Giruaacute -

Entroncam

RS 218

312Brita

Graduada30 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

3 a 4

RS 404

Rondal

Alta -

Sarandi

275Brita

Graduada25 a 35

Tratamento

Superficial

Duplo

25

RS 446

Entr RS 122

-

Entr RS 470

170Brita

Graduada35 a 45 CBUQ 4 a 5

RS 452

Entr RS 122

-

Entr RS 116

275Brita

Graduada30 a 40 CBUQ ou TSD 3 a 4

RS 470

Entr RS 359

-

Entr RS 431

303Brita

Graduada30 a 65 CBUQ ou PMF 5 a 8

Fonte Lerch (2003)

Pelo fato de Lerch (2003) ter utilizado o programa HDM-4 foi necessaacuterio dividir os

trechos em segmentos Foram estabelecidas 14 redes de segmentos homogecircneos contendo

todas as seccedilotildees de mesmas caracteriacutesticas iniciais (antes da manutenccedilatildeo) e finais (mesma

espessura de recapeamento) como pode ser observado na Tabela 24

Tabela 24 Caracteriacutesticas as Redes de pavimentos montada por Lerch (2003)

REDE TIPO DE BASEMATERIAL DO

REVESTIMENTO ANTERIORRESTAURACcedilAtildeO EMPREGADA

1 Recape de 30cm de CBUQ

2 Recape de 40cm de CBUQ

3 Recape de 50cm de CBUQ

4 Recape de 60cm de CBUQ

5 Recape de 80cm de CBUQ

6Reperfilagem de 20cm + Recape

de 40cm de CBUQ

7 Recape de 30cm de CBUQ

8 Recape de 40cm de CBUQ

9 Recape de 60cm de CBUQ

10 Recape de 40cm de CBUQ

11 Recape de 60cm de CBUQ

12Reperfilagem de 20cm + Recape

de 50cm de CBUQ

13Reperfilagem de 20cm + Recape

de 60cm de CBUQ

14 Estabilizada Tratamento Superficial Duplo Recape de 40cm de CBUQ

Granular

Tratamento Superficial Duplo

Concreto Betuminoso Usinado a

Quente (CBUQ)

Preacute Misturado a Frio (PMF)

Fonte Lerch (2003)

57

Das 14 redes estudadas por Lerch (2003) apenas 5 natildeo necessitaram de ajustes nos

paracircmetros das equaccedilotildees de previsatildeo de desempenho do programa HDM-4 Isso ocorreu

devido o fato de que o modelo linear ou o bilinear previam valores proacuteximos aos medidos as

demais redes sofreram algum tipo de ajuste nos paracircmetros das suas equaccedilotildees Com o auxilio

do software ESTATISTICA o autor obteve o modelo de regressatildeo linear muacuteltipla que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 233

173870310 antesIRIESPIRI (Equaccedilatildeo 233)

Rsup2 = 097

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal com a

aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo (mkm)

ESP = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes do reforccedilo (mkm)

2329 Modelos desenvolvidos por Nakahara

Nakahara (2005) realizou um estudo experimental sobre o desempenho de reforccedilos de

pavimentos asfaacutelticos executados na Avenida Bandeirantes via urbana com elevado volume

de traacutefego comercial pesado localizada no municiacutepio de Satildeo Paulo Nos dados histoacutericos da

construccedilatildeo da Avenida Bandeirantes o autor verificou que o iniacutecio das obras nesta avenida foi

em dezembro de 1969 com a realizaccedilatildeo de 33 furos de sondagem e foi observado que a

maioria destes furos mostrou a presenccedila de argila orgacircnica na regiatildeo da avenida

Nos furos onde os solos apresentaram capacidade de suporte acima de CBR=10 o

sub leito destes locais foi aproveitado como camada de sub-base apoacutes a escarificaccedilatildeo e a

compactaccedilatildeo na espessura de 20cm Nos trechos onde houve necessidade de substituiccedilatildeo do

solo o material importado foi retirado de uma jazida e teve sua classificaccedilatildeo como uma argila

arenosa do Tipo A-6 com Limites de Liquidez de 312 Iacutendice de Plasticidade de 11 e ISC

de 11 Posteriormente foi dimensionado o pavimento da Avenida Bandeirante sendo que as

espessuras meacutedias obtidas para cada camada estatildeo apresentadas na Figura 28

58

Figura 28 Seccedilatildeo tipo do pavimento da Avenida Bandeirantes em Satildeo Paulo em 2004

Fonte Nakahara (2005)

Segundo Nakahara (2005) em 1978 a Prefeitura Municipal de Satildeo Paulo realizou obras

de recapeamento asfaacuteltico em toda a extensatildeo da avenida poreacutem natildeo foi mencionado no

trabalho as espessuras colocadas no trecho Em 1991 e 1992 a Avenida Bandeirantes passou

por uma nova intervenccedilatildeo onde foi realizada a fresagem e a construccedilatildeo de camadas de

reforccedilo e a reconstruccedilatildeo da camada de base de alguns trechos Jaacute no ano de 1995 a avenida

passou por um processo de manutenccedilatildeo corretiva com a execuccedilatildeo de remendos superficiais

em defeitos isolados (tapa buracos)

Nos anos de 2002 e 2003 a Avenida Bandeirantes passou novamente por um processo

de restauraccedilatildeo uma vez que esta estava bastante deteriorada e contava com um volume diaacuterio

meacutedio de caminhotildees de 10810 no sentido Rodovia dos Imigrantes e 8338 no sentido

Marginal Pinheiros Para a realizaccedilatildeo das intervenccedilotildees a avenida foi dividida em 2 trechos

sendo que no Trecho 1 foram realizadas apenas correccedilotildees superficiais e construccedilatildeo de

camadas de reforccedilo no Trecho 2 aleacutem das medidas corretivas foram realizadas reconstruccedilatildeo

da camada de base ou do pavimento em alguns trechos na faixa da direita na pista em sentido

Marginal Pinheiro (NAKAHARA 2005)

O autor comenta ainda que antes da restauraccedilatildeo os pavimentos dos trechos foram

fresados ateacute profundidades iguais agraves espessuras de reforccedilo que no sentido Rodovia dos

Imigrantes variaram de 5 a 20 cm no Trecho 1 e variaram de 5 a 22 cm no Trecho 2 Jaacute no

sentido Marginal Pinheiro as espessuras de reforccedilo foram de 5 cm no Trecho 1 e variaram de

5 a 15 cm no trecho 2

59

Para o desenvolvimento da pesquisa foram monitorados os pavimentos durante quatro

anos desde a mais recente restauraccedilatildeo executada na eacutepoca Para a irregularidade obteve-se

modelo para a variaccedilatildeo da irregularidade apoacutes a restauraccedilatildeo (Equaccedilatildeo 234) e para a evoluccedilatildeo

da irregularidade (Equaccedilotildees 235 236 e 237)

antesref IRIhIRI 862010203832 (Equaccedilatildeo 234)

Rsup2 = 090

Onde ∆IRI = IRIantes - IRIapoacutes = variaccedilatildeo do iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

com a aplicaccedilatildeo de camada de reforccedilo

href = espessura da camada de reforccedilo (cm) e

IRIantes = iacutendice de irregularidade longitudinal antes da aplicaccedilatildeo do reforccedilo

(mkm)

NDREFIRI

910800708604970

1

(Equaccedilatildeo 235)

idadeREFIRI

e10290903104860

13

(Equaccedilatildeo 236)

AA NNDREFIRI

ln012010570107606750

18

(Equaccedilatildeo 237)

Onde IRI = iacutendice de irregularidade longitudinal (mkm)

REF = variaacutevel indicadora da espessura de reforccedilo (-1 se href lt10cm ou 0 se href

ge10cm)

D = deflexatildeo medida com o FWD (mm)

N = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

do DNER em eixos-padratildeodia

idade = idade do pavimento desde a restauraccedilatildeo (anos)

NA = nuacutemero de repeticcedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo de 80kN segundo o criteacuterio

da AASHTO em eixos-padratildeodia

60

Tambeacutem foram desenvolvidos por Nakahara (2005) modelos de previsatildeo de

desempenho para o iniacutecio e evoluccedilatildeo do trincamento

23210 Modelos desenvolvidos por Vitorello

Vitorello (2008) baseado em um estudo experimental na BR-290RS para segmentos

construiacutedos entre os anos 2000 e 2007 (a estrutura contempla 8cm de revestimento asfaacuteltico

15cm de base 30cm de sub-base e 60cm de camada de reforccedilo) desenvolveu tendecircncias de

comportamento do pavimento (Equaccedilotildees 238 a 240) as mesmas foram comparadas aos

modelos de previsatildeo de desempenho desenvolvidos em outras pesquisas Para a irregularidade

e o afundamento de trilha de roda as tendecircncias apresentadas neste estudo comportaram-se

significativamente semelhantes as de outros modelos Por outro lado para a tendecircncia

referente agraves deflexotildees nenhum dos modelos desenvolvidos em estudos anteriores apresentou

comportamento similar ao encontrado na pesquisa evidenciando a importacircncia do

desenvolvimento de modelos particulares para cada rodovia e estrutura

acumNDEF 6518747 (Equaccedilatildeo 238)

Rsup2 = 046

iNQI acum 8158203519 (Equaccedilatildeo 239)

Rsup2 = 051

acumNATR 560362 (Equaccedilatildeo 240)

Rsup2 = 050

Onde DEF = deflexatildeo maacutexima (102mm)

Nacum= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da AASHTO

QI = Coeficiente de irregularidade longitudinal do pavimento (contagemkm)

ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

i = 0 segmento sem intervenccedilatildeo e i = 1 segmento com intervenccedilatildeo

61

23211 Modelos desenvolvidos por Gonccedilalves

Gonccedilalves (2002) desenvolveu modelos de previsatildeo de desempenho para afundamento

em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada Sua pesquisa foi desenvolvida atraveacutes da

construccedilatildeo de duas pistas experimentais que foram submetidas a ensaios acelerados com o

simulador linear de traacutefego da UFRGS tendo espessuras de 50 cm de reforccedilo do subleito em

argila 15 cm de base em Brita Graduada Simples e 4 cm de revestimento sendo uma com

ligante modificado com poliacutemero e outra com CAP-20

Os modelos encontrados para a estrutura que continha revestimento asfaacuteltico com

ligante modificado com poliacutemero estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 241 e 242 para

afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada respectivamente

(Equaccedilatildeo 241)

Rsup2 = 098

(Equaccedilatildeo 242)

Rsup2 = 096

Jaacute para o trecho com revestimento realizado com ligante convencional CAP-20

Gonccedilalves (2002) encontrou os modelos mostrados nas Equaccedilotildees 443 e 444 respectivamente

para afundamento em trilha de roda e porcentagem de aacuterea trincada

(Equaccedilatildeo 243)

Rsup2 = 097

(Equaccedilatildeo 244)

Rsup2 = 099

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

TRI = Porcentagem de Aacuterea Trincada

Nacum= nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

496300177048870 NATRSBS

1926151011 NTRI SBS

974704

20 10321

NTRI CAP

37110

20 117010310

NxATRCAP

62

23212 Modelos desenvolvidos por Franco

Franco (2007) em sua tese de doutorado compilou o banco de dados existente na

UFRJ de ensaios de carga repetida agrave tensatildeo controlada realizados no laboratoacuterio de

pavimentaccedilatildeo da COPPE e de outros publicados em diversos trabalhos teacutecnicos e cientiacuteficos

para obter os modelos de previsatildeo de fadiga das misturas asfaacutelticas Foram analisados pelo

autor os resultados de 536 ensaios em misturas asfaacutelticas com ligantes tradicionais 51 ensaios

em misturas com ligantes modificados por poliacutemero do tipo SBS ou EVA e 88 ensaios de

misturas com asfalto borracha

Os dados consultados por Franco (2007) foram as dimensotildees do corpo de prova o

percentual de niacutevel de tensatildeo aplicada a carga aplicada (kgf) a pressatildeo aplicada (kgfcmsup2) a

deformaccedilatildeo especiacutefica resiliente a diferenccedila de tensotildees (MPa) o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga o moacutedulo de resiliecircncia meacutedio (MPa) e a Tensatildeo de traccedilatildeo estaacutetica maacutexima (MPa)

Com estes dados foram apresentados dois modelos relacionando a tensatildeo de traccedilatildeo na

camada asfaacuteltica e o desempenho agrave fadiga A Equaccedilatildeo 245 eacute aplicaacutevel a misturas

convencionais a Equaccedilatildeo 246 a ligantes modificados com SBS ou EVA e a Equaccedilatildeo 247

para ligantes asfalto borracha

(Equaccedilatildeo 245)

Rsup2 = 0805

(Equaccedilatildeo 246)

Rsup2 = 0813

(Equaccedilatildeo 247)

Rsup2 = 0676

Onde N= nuacutemero equivalente acumulado de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf

calculado pelo meacutetodo da USACE

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (MPa)

7408212

6 11109041

MrfclN

t

49317983

7 11104554

MrfclN

t

91811033

3 1110267

MrfclN

t

63

fcl = fator campo laboratoacuterio para aplicaccedilatildeo praacutetica Franco (2007) recomenda o

valor de 10000 advindo das pesquisas de Pinto (1991)

23213 Modelos da Shell Oil

O modelo de fadiga que atualmente eacute conhecido como modelo da Shell foi

desenvolvido por Shook et al (1982 apud HUANG 1993) Os dados utilizados pelo autor

para o desenvolvimento do modelo foram obtidos de ensaios de flexatildeo repetida de vigotas a

deformaccedilatildeo controlada Como o modelo eacute parte de um meacutetodo de dimensionamento acredita-

se que esteja calibrado para as condiccedilotildees especiacuteficas do meacutetodo da Shell (FRANCO 2004)

Do modelo originalmente desenvolvido em 1978 os autores substituiacuteram o moacutedulo de

rigidez pelo moacutedulo dinacircmico e eliminaram o paracircmetro teor de asfalto como variaacutevel de

entrada generalizando ainda mais a forma do modelo As alteraccedilotildees resultaram na Equaccedilatildeo

248

(Equaccedilatildeo 248)

Onde N = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

E = Moacutedulo dinacircmico (psi)

Para o caso da deformaccedilatildeo permanente no subleito a Shell Oil apresenta dois modelos

com confiabilidade de 85 e 95 conforme Equaccedilotildees 249 e 250 respectivamente

(Equaccedilatildeo 249)

(Equaccedilatildeo 250)

Onde v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

3632671506850

EN t

2502 )(1012 fv N

2102 )(1091 fv N

64

Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

23214 Modelo desenvolvido por Pinto

Pinto (1991) sugeriu um modelo baseado em 82 ensaios de fadiga agrave tensatildeo controlada

de seis misturas asfaacutelticas O meacutetodo de ensaio utilizado foi o de compressatildeo diametral com

aplicaccedilatildeo de 60 pulsos de carga por minuto e 014 segundos de duraccedilatildeo da aplicaccedilatildeo da carga

repetida

O modelo desenvolvido por Pinto (1991) que fornece o nuacutemero de aplicaccedilotildees de

carga necessaacuterio para a ruptura do corpo-de-prova estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 251

(Equaccedilatildeo 251)

Rsup2 = 0676

Onde Nacum= vida de fadiga em laboratoacuterio

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

Mr = Moacutedulo de resiliecircncia (kgfcm2)

Pinto (1991) realizou a calibraccedilatildeo do seu modelo com base em observaccedilotildees e anaacutelises

do comportamento no campo de trechos da rodovia BR-101 definindo curvas para estimar os

valores miacutenimos e maacuteximos do fator campo - laboratoacuterio para o seu modelo associados agrave

deformaccedilatildeo especiacutefica inicial e agraves diferenccedilas de tensotildees no revestimento dos trechos da

rodovia analisados Atualmente diversos oacutergatildeos e institutos de pesquisa vecircm utilizando o

coeficiente fcl igual a 10000 como fator campolaboratoacuterio para esse modelo que

corresponde a cerca de 20 da aacuterea trincada do pavimento a uma temperatura de 54ordmC

23215 Modelos do Asphalt Institute

0330652

9 1110079

MrN

t

65

O modelo apresentado na Equaccedilatildeo 252 faz parte do manual de dimensionamento de

pavimentos de rodovias e ruas do Instituto do Asfalto dos Estados Unidos ndash MS-1 de 1969 e

reeditado pela nona vez em 1991

854029133 ||)(103254418 ECN tf (Equaccedilatildeo 252)

Onde C= 10M

Onde asfV = o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV = o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

= o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E = moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica (psi)

Este modelo de fadiga foi desenvolvido a partir de um conjunto de dados obtidos de

ensaios de laboratoacuterio realizados agrave tensatildeo controlada em flexatildeo repetida e calibrada com

dados de seccedilotildees selecionadas da AASHTO Road Test O fator 184 na equaccedilatildeo pode ser

entendido como fator de calibraccedilatildeo campo-laboratoacuterio que permite estimar o nuacutemero miacutenimo

de repeticcedilotildees de carga de eixo simples equivalente de 80kN para que o pavimento acumule

um dano equivalente a uma aacuterea trincada por fadiga de pelo menos 20 em relaccedilatildeo agrave aacuterea

total (Asphalt Institute 1994)

Ainda o Asphalt Institute apresenta um modelo para deformaccedilatildeo permanente do

subleito (Equaccedilatildeo 253)

(Equaccedilatildeo 253)

Onde Nf= nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo rodoviaacuterio para produzir ATR na

ordem de 13mm

v = deformaccedilatildeo especiacutefica vertical no topo do subleito

690844

asfar

asf

VV

VM

474

9 1103651

v

fN

66

23216 Modelo do Guia de Projeto da AASHTO (MEPDG)

Um modelo baseado no modelo do Instituto do Asfalto eacute o utilizado no Guia de

Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) poreacutem este modelo eacute apresentado com uma nova

calibraccedilatildeo determinada por otimizaccedilatildeo numeacuterica e por outros modos de comparaccedilatildeo de dados

Tal modelo leva em consideraccedilatildeo a espessura da camada de revestimento o que natildeo eacute

observado nos demais modelos admitindo que a espessura influencia no mecanismo de

ruptura por fadiga do revestimento O modelo tem o formato apresentado nas Equaccedilotildees 254 e

255

2811

94923

1

11004320

ECkN

t

f

(Equaccedilatildeo 254)

Onde MC 10

690844

asfar

asf

VV

VM

(Equaccedilatildeo 255)

Onde asfV eacute o teor de asfalto em volume na camada asfaacuteltica

arV eacute o volume de vazios com ar na camada asfaacuteltica

fN

eacute o nuacutemero de repeticcedilotildees de carga para atingir a ruptura por fadiga

t eacute a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo da camada asfaacuteltica

E

eacute o moacutedulo dinacircmico da camada asfaacuteltica em psi

O paracircmetro

1k foi inserido no modelo para prever uma correccedilatildeo no dano de fadiga

devido ao efeito da espessura da camada asfaacuteltica O paracircmetro

1k pode ser obtido por meio

das Equaccedilotildees 256 e 257 dependendo se o tipo de fadiga ocorre da base da camada para o

topo ou do topo para a base (trincamento longitudinal) respectivamente

Para o trincamento da base para o topo

67

)4930211(

1

1

00360200003980

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 256)

Para o trincamento do topo para a base

)7357554430(

1

1

8442900010

1

hace

k

(Equaccedilatildeo 257)

Onde hac = eacute a espessura total da camada asfaacuteltica

As duas previsotildees satildeo realizadas concomitantemente desde que ocorram tensotildees de

traccedilatildeo nos pontos criacuteticos no periacuteodo de anaacutelise para o carregamento selecionado

O Guia de Projeto da AASHTO (NCHRP 2004) ainda desenvolveu modelos que

estimam a aacuterea trincada a partir do dano de fadiga calculado As funccedilotildees de transferecircncia

como os modelos foram chamados estatildeo apresentados nas Equaccedilotildees 258 e 259

Para o trincamento da base para o topo

60

1

1

6000)100(log 10

2

1 DCCbottom

eFC (Equaccedilatildeo 258)

Onde bottomFC = o trincamento da base para o topo

D = eacute o dano da fadiga da base para o topo

2

1 2 CC 8562

2 )1(408742 hacC

Para o trincamento do topo para a base

)5610(

1

1000)100(log4182 10

Dbottome

FC (Equaccedilatildeo 259)

Onde FCbottom = o trincamento do topo para a base ftmiles

D = eacute o dano da fadiga do topo para a base

68

A calibraccedilatildeo dos modelos de fadiga foi realizada com base em informaccedilotildees e dados de

observaccedilatildeo ao longo do tempo de 82 trechos experimentais localizados em 24 estados

americanos e canadenses A maioria dos trechos avaliados pertence ao programa LTPP (Long

Term Pavement Performance) de instrumentaccedilatildeo e acompanhamento de diversas seccedilotildees de

rodovias americanas que produz um banco de dados bastante amplo de informaccedilotildees sobre as

propriedades e desempenho dos pavimentos (FRANCO 2007)

23217 Modelo da FHWA

Ainda para a fadiga do revestimento pode-se utilizar o modelo do FHWA (2006)

desenvolvido a partir de dados obtidos nas pistas experimentais da AASHO Road Test O

modelo de previsatildeo estaacute apresentado na Equaccedilatildeo 260

(Equaccedilatildeo 260)

Onde N= vida de fadiga em termos de NAASHTO

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

23218 Modelos desenvolvido por Trichecircs

Trichecircs (1993) em seu doutoramento estudou a influecircncia do consumo de cimento da

granulometria do tempo de cura e da energia de compactaccedilatildeo no desempenho de CCR

(Concreto Compactado com Rolo) O autor buscou contemplar a utilizaccedilatildeo do CCR em duas

estruturas baacutesicas Camadas de baserevestimento e camadas de base revestida com Concreto

Betuminoso Usinado a Quente

Durante a realizaccedilatildeo de seus ensaios Trichecircs (1993) verificou que a partir do inicio da

realizaccedilatildeo dos ensaios ateacute atingir 10 da vida de fadiga havia um acreacutescimo acelerado de

5123

6 1100921

t

N

69

deformaccedilotildees no corpo de prova que poderia ser devido agrave acomodaccedilatildeo do CP no dispositivo

de aplicaccedilatildeo de carga ou devido a energia consumida na reativaccedilatildeo de fissuras preacute-existente

A partir dos 10 e ateacute atingir de 50 a 70 da vida de fadiga a energia de cada ciclo se

mantinha quase constante com uma pequena taxa de crescimento nas deformaccedilotildees

O autor menciona ainda que acima de 50 a 70 da vida de fadiga jaacute consumida era

possiacutevel observar novamente uma aceleraccedilatildeo na taxa de crescimento das deformaccedilotildees no

corpo de prova Nos ensaios em que era realizado o acompanhamento do crescimento de

trincas era a partir deste momento que as trincas iniciavam sua propagaccedilatildeo Este

comportamento indica que o dano unitaacuterio por fadiga natildeo eacute linear

A partir destes dados o autor desenvolveu modelos de fadiga para CCR com

consumos de cimento de 120kgm3 e 200kgm

3 apresentados nas Equaccedilotildees 261 e 262

respectivamente

(Equaccedilatildeo 261)

(Equaccedilatildeo 262)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23219 Modelo desenvolvido por Balbo

Balbo (1993) desenvolveu com materiais do estado de Satildeo Paulo uma pesquisa

laboratorial que definiu os paracircmetros elaacutesticos e resistentes de uma mistura de Brita

Graduada Tratada com Comento (BGTC) A mistura realizada pelo autor foi feita com uma

curva granulomeacutetrica na faixa B da especificaccedilatildeo de materiais para BGTC projetada pela

ABNT (1990) e com teor de cimento de 4 em relaccedilatildeo ao peso total de agregados mantido

constante para todos os corpos de prova

O autor obteve o teor de umidade das misturas atraveacutes da preparaccedilatildeo de algumas

misturas variando a quantidade de aacutegua com isso verificou a umidade oacutetima por meio de

compactaccedilatildeo na energia intermediaacuteria Para a fabricaccedilatildeo dos corpos de prova foi realizado

RTN 0741591114log10

RTN 5181331014log10

70

compactaccedilatildeo na energia modificada que segundo o autor era indicado como padratildeo para o

material

Apoacutes as moldagens os corpos de prova eram mantidos nos moldes ciliacutendricos

tampados por sete dias para cura da BGTC posteriormente eram desmoldados e mantidos em

compartimento fechado no laboratoacuterio com umidade relativa do ar e temperatura controlada

de 60 e 21ordmC respectivamente Posteriormente realizou ensaios de moacutedulo de elasticidade

resistecircncia agrave compressatildeo resistecircncia agrave traccedilatildeo e fadiga por solicitaccedilotildees agrave traccedilatildeo Para BGTC o

modelo de fadiga encontrado por Balbo (1993) esta apresentado na Equaccedilatildeo 263

(Equaccedilatildeo 263)

Onde N= vida de fadiga

RT = resistecircncia aacute traccedilatildeo na flexatildeo (MPa)

23220 Modelo desenvolvido por Rossato

Rossato (2015) utilizou materiais da Avenida Heacutelvio Basso que fez parte deste estudo

como um dos trechos monitorados para desenvolver um modelo de previsatildeo de vida de fadiga

em laboratoacuterio O autor coletou agregado e ligante asfaacuteltico utilizado na mistura asfaacuteltica

colocada na pista e avaliou o fenocircmeno de fadiga e das propriedades elaacutesticas da mistura em

diferentes temperaturas Aleacutem disso o autor utilizou ligante asfaacuteltico modificado com

poliacutemero do tipo SBS com propriedades superiores ao utilizado na pista para realizar um

comparativo da melhoria que ocorre na mistura quando utilizado outro ligante com

propriedades melhores

Durante seu estudo Rossato (2015) avaliou o desempenho da mistura asfaacuteltica nas

temperaturas de 10ordmC 25ordmC e 35ordmC com misturas moldadas em laboratoacuterio seguindo as

caracteriacutesticas de campo com uma pequena alteraccedilatildeo no teor de ligante da mistura descrita no

projeto devido a dosagem realizada no laboratoacuterio que encontrou um teor ideal de 69 de

ligante na mistura Este teor foi o mesmo utilizado para realizaccedilatildeo de alguns ensaios

necessaacuterios para caracterizaccedilatildeo da mistura no presente trabalho

RTN 6081613717log10

71

Ao realizar o ensaio para encontrar a vida de fadiga da mistura em laboratoacuterio que foi

moldada com um ligante 5070 convencional o autor encontrou o modelo apresentado na

Equaccedilatildeo 264

0752514110 103192 MRxN tf

(Equaccedilatildeo 264)

Rsup2 = 071

Onde Nf = vida de fadiga

t = deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo

MR = Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa)

Contudo os modelos apresentados na revisatildeo bibliograacutefica expressatildeo de forma

adequada as caracteriacutesticas e expectativas esperadas no desempenho dos pavimentos

estudados por cada autor Os modelos apresentados pela literatura estudada obtidos a partir

de dados de trechos monitorados mostrou que com um banco de dados amplo eacute possiacutevel o

desenvolvimento de modelos de previsatildeo de desempenho que mostram de forma adequada o

que poderaacute acontecer com os pavimentos a medida que os mesmos satildeo solicitados desde que

obedeccedilam as caracteriacutesticas de materiais clima e tipo de construccedilatildeo de cada pavimento

Jaacute para os modelos estudados em laboratoacuterio verifica-se que os mesmos representam

adequadamente o que se espera de cada material empregado em campo da mesma forma que

os modelos encontrados em trechos monitorados Poreacutem os modelos obtidos em laboratoacuterio

necessitam de um fator campolaboratoacuterio que relacione os valores obtidos no laboratoacuterio

com os valores obtidos em campo conseguindo assim mostrar a expectativa de durabilidade

de um material quando empregado em campo

3 METODOLOGIA

Neste capitulo seraacute mostrado todo o processo de metodologia empregado no

desenvolvimento do trabalho desde a localizaccedilatildeo dos trecircs trechos monitorados a parte de

coleta de materiais empregados em cada uma das camadas caracterizaccedilatildeo destes materiais

acompanhamento na construccedilatildeo das camadas e monitoramento dos trechos atraveacutes de ensaios

perioacutedicos

Foram realizadas contagem quantitativa e classificatoacuteria do traacutefego que solicitou cada

um dos trechos monitorados avaliaccedilotildees funcionais com ensaios de Macrotextura

Microtextura International Friction Index (IFI) e International Roughness Index (IRI) Aleacutem

disso foram realizadas as avaliaccedilotildees estruturais com ensaios de Afundamento em Trilha de

Roda (ATR) levantamento visual de defeitos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman e

Falling Weight Deflectometer (FWD) Para cada um destes paracircmetros encontrou-se modelos

de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do numero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

31 PLANEJAMENTO

Esta pesquisa consiste na implantaccedilatildeo e monitoramento de trechos experimentais

dentro do qual a UFSM eacute parceira da REDE TEMAacuteTICA DO ASFALTO da PETROBRAS

para determinaccedilatildeo e calibraccedilatildeo de modelos de previsatildeo de desempenho que daratildeo margem a

elaboraccedilatildeo de um meacutetodo de dimensionamento de pavimentos asfaacutelticos adaptado agraves

diferentes condiccedilotildees climaacuteticas geoloacutegicas e de traacutefego do Brasil

Para tanto acompanhou-se a efetiva implantaccedilatildeo de trecircs trechos experimentais com

seu subsequente monitoramento A avaliaccedilatildeo nas diferentes etapas preacute-execuccedilatildeo execuccedilatildeo e

poacutes-execuccedilatildeo (apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego) foram sendo realizadas conforme indicaccedilotildees da

Rede Temaacutetica de Asfalto (2012) no Manual de Execuccedilatildeo de Trechos Monitorados

Buscou-se estudar algumas variaacuteveis relevantes na pesquisa como tipos de estruturas

diferentes materiais empregados nos trechos de locais diferentes bem como o tipo de

intervenccedilatildeo realizada em cada trecho (um trecho de restauraccedilatildeo e dois trechos de implantaccedilatildeo

de uma estrutura nova) Na Figura 31 eacute apresentado o fluxograma da metodologia da

pesquisa

74

Figura 31 Fluxograma da metodologia da pesquisa

32 TRECHOS MONITORADOS

Os trecircs trechos monitorados encontram-se na regiatildeo central do estado do Rio Grande

do Sul no municiacutepio de Santa Maria como pode ser visto nas Figuras 32 e 33 O municiacutepio

localiza-se a uma altitude meacutedia de 113 metros acima do niacutevel do mar e segundo Boeira

(2014) esta regiatildeo possui uma formaccedilatildeo geoloacutegica com um tipo de Rocha Vulcacircnica Aacutecida

(Riodacito) sendo este tipo de rocha que se utilizou na formaccedilatildeo das camadas dos trechos

Figura 32 Rio Grande do Sul Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

4 Fonte Google Earth Figura 33 Municiacutepio de Santa Maria

Escolha dos trechos a serem monitorados

Acompanhamento da construccedilatildeo

e coleta de materiais

Caracterizaccedilatildeo dos materiais Monitoramento

Macrotextura Microtextura IRI ATR Levantamento de defeitos Deflexatildeo

IFI Perfilocircmetro

Laser Treliccedila Viga

Benkelman FWD

Modelos de previsatildeo de desempenho

75

O primeiro trecho monitorado (Trecho 1) eacute conhecido como Avenida Roraima um

segmento de restauraccedilatildeo o segundo trecho eacute a Avenida Heacutelvio Basso (Trecho 2) uma pista

nova que foi implantada para a duplicaccedilatildeo de uma via existente e o terceiro trecho localizado

na BR-158 iniciando no km 330 conhecido como Trevo dos Quarteacuteis (Trecho 3) que tambeacutem

eacute uma duplicaccedilatildeo da rodovia existente Todos os trechos podem ser considerados como

trechos de confluecircncia urbana localizados no periacutemetro urbano de Santa Maria onde estaacute

localizada a UFSM Suas localizaccedilotildees podem ser melhor visualizadas na Figura 34

Trevo dos Quarteacuteis Av Heacutelvio Basso Av Roraima UFSM

Figura 34 Localizaccedilatildeo da UFSM e dos trechos monitorados

Fonte Google Earth

Para todos os trechos foi realizada a caracterizaccedilatildeo de cada uma das camadas

constituintes do pavimento desde as mais inferiores de solo do subleito ateacute o revestimento

bem como levantamentos de traacutefego e ensaios de desempenho do pavimento em serviccedilo

Para maior conhecimento da regiatildeo onde se encontram os trechos monitorados

buscaram-se dados de temperatura e pluviometria no Instituto Nacional de Meteorologia

(INMET) que indica que entre os anos de 2000 a 2014 a cidade de Santa Maria recebeu

precipitaccedilatildeo anual meacutedia em torno de 1700 mm e temperaturas maacuteximas meacutedias de 256ordmC e

temperaturas miacutenimas meacutedias de 148ordmC A Figura 35 apresenta os valores meacutedios das

temperaturas maacuteximas e miacutenimas bem como os valores de precipitaccedilotildees anuais entre os anos

de 2000 a 2014

76

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0

5

10

15

20

25

30

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Pre

cip

itaccedil

atildeo A

nu

al (

mm

)

Tem

per

atu

ra ordm

C

Ano

Maacutexima

Meacutedia

Miacutenima

Meacutedia

Precipitaccedilatildeo

Figura 35 Temperaturas meacutedias e pluviometria da regiatildeo de Santa Maria de 2000 agrave 2014

321 Avenida Roraima

O trecho estaacute localizado na cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul

sendo que sua posiccedilatildeo fica na saiacuteda da Universidade Federal de Santa Maria com o trecho

iniciando na latitude 29ordm42rsquo1935rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5732 Sul e terminando na

latitude 29ordm42rsquo109rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm42rsquo5594rsquorsquo Sul como pode ser visto na Figura 36

Figura 36 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

Fonte Google Earth

77

Este trecho constituiacutedo de uma via de pista dupla preexistente com extensatildeo de 240m

e apresentava inuacutemeros defeitos como por exemplo panelas trincas interligadas exsudaccedilatildeo

ondulaccedilotildees entre outros sendo que o valor do IGG (Iacutendice de Gravidade Global) era de 240

o que qualificou o pavimento como sendo peacutessimo havendo a necessidade de ser restaurado

O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo argiloso juntamente com uma

base granular de BGS (brita graduada simples) de aproximadamente 17 cm Sobre a BGS

havia um revestimento de concreto asfaacuteltico (CA) com uma espessura meacutedia de 5 cm no qual

foi assente sobre ela uma nova camada de revestimento asfaacuteltico de 5cm Foram realizadas

apenas tapas buracos nos locais onde haviam panelas sem ser realizado qualquer tipo de

remoccedilatildeo do revestimento antigo antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico

A pista de rolamento possui uma largura de 750 metros dividida em duas faixas de

rolamento no mesmo sentido A estrutura do pavimento estaacute apresentada na Figura 37 Este

trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do traacutefego apoacutes sua restauraccedilatildeo na data de 03 de

dezembro de 2012

SUBLEITO

55

17

BGS

REVESTIMENTO VELHO

REVESTIMENTO NOVO

REVESTIMENTO ANTIGO

Figura 37 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Roraima

3211 Contagem de Traacutefego

A contagem de traacutefego foi realizada conforme o Manual de Estudo de Traacutefego do

DNIT (2006) Esta contagem teve caraacuteter quantitativo e classificatoacuterio dos veiacuteculos que

utilizaram a via diariamente durante o periacuteodo estudado sendo realizada a contagem

REVESTIMENTO NOVO - CA

REVESTIMENTO ANTIGO - CA

BASE - BGS

SUBLEITO ndash ARGILA

78

observando o tipo de veiacuteculo que utilizava a via e em qual faixa de rolamento este veiacuteculo

passava

Com os dados obtidos nestes levantamentos foi possiacutevel estimar o nuacutemero de

solicitaccedilotildees de um eixo padratildeo (N) durante um determinado periacuteodo de tempo possibilitando

assim a obtenccedilatildeo dos modelos de desempenho dos trechos experimentais em funccedilatildeo do N

Para a realizaccedilatildeo do caacutelculo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) foi seguida as

orientaccedilotildees contidas na no Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para caacutelculo do FEC

sugeridos pela AASHTO bem como a premissa de que todos os veiacuteculos passavam na via

com a carga maacutexima legal do eixo jaacute que natildeo foi realizado a pesagem dos veiacuteculos em

nenhum momento

Na Avenida Roraima foi realizada a primeira contagem 6 meses apoacutes a restauraccedilatildeo do

pavimento sendo que esta contagem iniciou as 600 da manha e foi concluiacuteda as 2200 horas

do mesmo dia Obteve-se o valor de Volume Diaacuterio Meacutedio (VDM) que mostra a quantidade

total de veiacuteculos de todas as categorias que passam em um dia na via igual a 5742 veiacuteculos

com fator de frota de 600 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais que solicitaram a

via fator de distribuiccedilatildeo de 8941 que eacute a porcentagem de veiacuteculos comerciais passando na

faixa mais carregada (faixa externa) e fator de veiacuteculo de 293 que eacute nuacutemero que converte

todas as classes de veiacuteculos em eixos padrotildees

A partir do segundo semestre de 2013 em todos os trechos foi realizada a contagem

durante 3 dias consecutivos das 600 da manha as 2200 horas sendo que no segundo dia a

contagem foi durante 24 horas A segunda contagem na Avenida Roraima foi

aproximadamente 11 meses apoacutes a restauraccedilatildeo obtendo-se nesta o valor de VDM igual 6349

veiacuteculos com o mesmo fator de veiacuteculo da contagem anterior fator de frota de 700 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8857 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada

Como a contagem de 24 horas era realizada apenas um dia da semana em todos os

casos foi realizado um caacutelculo de proporcionalidade no valor dos veiacuteculos que teoricamente

passariam na via no periacuteodo das 2200 agraves 600 Este caacutelculo de proporcionalidade foi realizado

individualmente referente a cada classe de veiacuteculo que passava na via

Para a Avenida Roraima realizou-se um levantamento de dados do nuacutemero de ocircnibus

que passou no trecho monitorado durante o periacuteodo de feacuterias da UFSM tendo em vista que

neste trecho aproximadamente 70 dos veiacuteculos comerciais que passaram era desta classe e

que neste periacuteodo passaram apenas 56 de ocircnibus em relaccedilatildeo ao periacuteodo letivo da UFSM

Para os demais veiacuteculos seguiu-se o mesmo criteacuterio de proporcionalidade utilizado para o

caacutelculo das 24 horas

79

A meacutedia das contagens de 2013 proporcional a cada contagem de traacutefego foi obtida

atraveacutes da proporcionalidade dos periacuteodos de contagem sendo considerado um periacuteodo de

dois meses de feacuterias (janeiro e fevereiro) quatro meses de periacuteodo letivo da UFSM referente

a contagem do primeiro semestre (marccedilo a junho) e seis meses referente a contagem do

segundo semestre (julho a dezembro) com isso obteve-se a Tabela 31 Foi a partir da Tabela

31 que se calcularam os valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo atraveacutes da metodologia de

caacutelculo do FEC apresentada pela AASHTO (NAASHTO) e pela USACE (NUSACE) contidas no

Manual de Traacutefego do DNIT (2006) para cada mecircs referente ao ano de 2013 utilizando os

dados de fator de veiacuteculo de 293 fator de frota de 641 e fator de distribuiccedilatildeo de 8864

Tabela 31 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

25 19 13 14 17 34 51 171 167 202 244 380 377 361 262 293 355 481 321 249 183 124 78 35 4456

6 0 2 4 7 14 10 22 25 33 39 54 42 33 40 47 47 47 35 25 13 13 5 2 565

2C 1 1 1 0 2 4 7 28 24 16 11 13 17 21 16 15 15 18 17 15 8 6 2 2 259

3C 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 5

2C 0 0 0 0 0 0 1 4 8 9 7 8 5 5 11 7 7 6 2 1 1 0 0 0 81

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 2 2 2 2 2 3 2 2 2 1 0 0 0 0 0 25

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 4 1 2 3 6 6 20 13 19 25 39 36 31 29 36 37 54 31 25 22 17 23 8 489

5887VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Jaacute no ano de 2014 realizou-se a contagem correspondente a aproximadamente 15

meses apoacutes a restauraccedilatildeo do pavimento Nesta contagem o fator de veiacuteculo reduziu para

295 o fator de frota foi de 719 e o fator de distribuiccedilatildeo de 7929 de veiacuteculos comercias

passando na faixa mais carregada com um VDM igual a 6181 veiacuteculos deslocando-se pelo

trecho monitorado O levantamento de 23 meses foi realizado no mecircs de novembro de 2014 e

80

neste levantamento o VDM foi de 6256 veiacuteculos o fator de distribuiccedilatildeo de 8879 663 de

fator de frota e o fator de veiacuteculo foi 294

Para obtenccedilatildeo da meacutedia das contagens para o ano de 2014 foram considerados dois

meses de periacuteodo de feacuterias (Janeiro e Fevereiro) quatro meses referente ao primeiro semestre

do ano (Marccedilo a Junho) e seis meses referente ao segundo semestre (Julho a Dezembro)

agrupado na Tabela 32 Obteve-se fator de frota de 656 fator de veiacuteculo de 293 e fator

de distribuiccedilatildeo de 8590 A partir da Tabela 32 e dos dados mencionados realizou-se

caacutelculo do N para os meses de monitoramentos realizados no ano de 2014 Aleacutem disso

encontrou-se ainda uma taxa de crescimento anual do numero N do ano de 2013 para o ano

de 2014 de 115

Tabela 32 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Roraima

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

26 20 13 14 18 35 52 170 177 205 239 371 361 343 262 295 382 494 327 285 194 142 79 35 4539

6 0 2 4 7 14 10 21 32 44 44 53 37 42 33 40 43 34 34 21 18 14 5 2 558

2C 1 1 1 0 2 4 7 27 25 19 13 17 18 21 17 15 17 20 17 13 8 8 3 2 276

3C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3

2C 0 0 0 0 0 0 2 4 7 10 8 8 2 6 8 8 8 5 3 1 1 1 0 0 82

3C 0 0 0 0 0 0 1 3 1 3 3 3 1 2 2 2 2 1 1 0 0 0 0 0 24

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 5 2 2 3 6 6 20 14 17 19 33 31 42 31 34 41 50 36 31 24 24 24 8 503

5993VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para realizar uma anaacutelise da importacircncia da realizaccedilatildeo das contagens durante o final de

semana noturnas e de sazonalidades confeccionou-se a Tabela 33 que faz o comparativo

entre a realizaccedilatildeo ou natildeo destas contagens

Para esta anaacutelise foram considerados 6 cenaacuterios de comparaccedilatildeo o primeiro tendo

como referecircncia a contagem realizada como padratildeo da UFSM levando em consideraccedilatildeo as

81

contagens de 3 dias na semana contagem noturna final de semana e periacuteodo de feacuterias da

UFSM O segundo terceiro e quarto desconsiderando alguns dos padrotildees utilizados seja

feacuterias contagem noturna ou de final de semana o quinto cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo

apenas a contagem de 3 dias e o ultimo cenaacuterio levou em consideraccedilatildeo a realizaccedilatildeo apenas de

uma contagem por ano no padratildeo da UFSM Estes cenaacuterios estatildeo expostos na Tabela 33

Tabela 33 Comparativo entre meacutetodos e contagens de traacutefego

Consideraccedilotildees nas contagens Variaccedilatildeo Variaccedilatildeo Meacutedia

Padratildeo UFSM 357E+05 361E+05

Sem Contagem nas Feacuterias 375E+05 493 387E+05 701 597

Sem Contagem Noturna 343E+05 398 347E+05 404 401

Sem Contagem de Final de

Semana396E+05 1088 406E+05 1226 1157

Contagem Apenas 3 dias das

600 agraves 2200448E+05 2536 461E+05 2768 2652

Padratildeo UFSM com 1

contagem no ano388E+05 852 366E+05 132 492

2013

Avenida Roraima Periodo de Projeto de 1 ano

2014

Padratildeo = Contagem 3 dias consecutivos sendo um durante 24 horas os outros dois das 600

agraves 2200 horas contagem de final de semana e contagem de Feacuterias

Observando a Tabela 33 verifica-se principalmente a importacircncia da realizaccedilatildeo de

contagens na forma considerada como padratildeo para UFSM uma vez que haacute variaccedilatildeo

relativamente alta quando natildeo considerado uma das contagens Quando eacute desconsiderado

apenas o periacuteodo de feacuterias o valor do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

resulta aproximadamente 597 maior isso ocorreu por natildeo ter sido considerado a reduccedilatildeo

do nuacutemero de veiacuteculos que solicita a via neste periacuteodo Quando natildeo eacute realizada a contagem

noturna o Valor de N cai em torno de 401 devido agrave desconsideraccedilatildeo dos veiacuteculos que

solicitam a via neste periacuteodo

Jaacute quando natildeo eacute realizada contagem no final de semana eacute considerado que o mesmo

nuacutemero de veiacuteculos que solicitou o pavimento durante a semana tambeacutem solicitou o

pavimento durante o final de semana e assim o valor de N mostrou-se 1157 maior Quando

eacute considerada apenas a contagem de 3 dias sem a contagem noturna o valor de N apresenta-se

2652 maior devido as outras contagem terem uma reduccedilatildeo do nuacutemero de veiacuteculos que

passam na via principalmente veiacuteculos comerciais o que natildeo eacute considerado neste cenaacuterio

82

No cenaacuterio em que se analisa apenas uma contagem por ano o aumento no valor meacutedio

do N foi de 492 essa diferenccedila ocorreu devido a consideraccedilatildeo dos doze meses do ano com

o mesmo nuacutemero de solicitaccedilotildees o que natildeo ocorre no periacuteodo de feacuterias fazendo com que seja

considerado erroneamente uma solicitaccedilatildeo maior do pavimento

3212 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32121 Subleito

O solo existente no trecho monitorado foi caracterizado de duas formas A primeira

utilizando o Meacutetodo de Classificaccedilatildeo Unificada atraveacutes dos ensaios de granulometria de solos

por peneiramento seguindo a norma DNER ME 0801994 e posteriormente com o material

passante na peneira nordm 200 foi realizada a granulometria por sedimentaccedilatildeo seguindo a norma

DNER ME 0831998 A Figura 38 apresenta a curva granulomeacutetrica do solo existente no

trecho monitorado da Avenida Roraima

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Pass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100

95 125 19 25

Figura 38 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Roraima

83

Para a classificaccedilatildeo do solo realizaram-se os ensaios de limite de liquidez pela norma

DNER ME 1221994 e limite de plasticidade seguindo a norma DNER ME 0821994 Na

Avenida Roraima os valores para Limite de Liquidez e Limite de Plasticidade foram 362 e

18 respectivamente Com esses dois dados foi possiacutevel classificar o solo em argiloso com

baixa compressibilidade (CL) Jaacute pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo Sistema

Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo a classificaccedilatildeo do solo em questatildeo foi de um solo do tipo A6

Tambeacutem foi realizado ensaio de compactaccedilatildeo que seguiu a norma DNER ME

1291994 e obteve o valor de 1724 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um

teor de umidade oacutetima de 19 Para o ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME

0491994 e obteve-se um valor de CBR de 6 e expansatildeo de 010 O ensaio de densidade

real para o solo teve como base a norma DNER ME 0931994 e o valor encontrado foi de

2508 gcmsup3

32122 Base

Para a base foi realizado o ensaio de granulometria segundo a norma ASTM C

1362006 obtendo a granulometria apresentada na Figura 39

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 39 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Roraima

84

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles

seguindo a norma ASTM C 1312006 apresentando um valor de perda de 8 Realizou-se

tambeacutem o ensaio de compactaccedilatildeo (DNER ME 1291994) obtendo-se o valor de 2467 gcmsup3

para massa especiacutefica aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 72 Para o

ensaio de CBR utilizou-se a norma DNER ME 0491994 e obteve-se um valor de CBR de

117 e expansatildeo de 000

32123 Revestimento

Os revestimentos dos trecircs trechos experimentais foram constituiacutedos de Concreto

Asfaacuteltico (CA) estas misturas foram compostas por um arranjo granulomeacutetrico de agregados

minerais naturais de pedreiras da regiatildeo de Santa Maria e misturadas com um Cimento

Asfaacuteltico de Petroacuteleo (CAP) Tais materiais possuem caracteriacutesticas especiacuteficas para cada

local onde foi coletado e periacuteodo de utilizaccedilatildeo por isso eacute necessaacuteria a caracterizaccedilatildeo dos

mesmos sempre que for alterado o local e o periacuteodo onde foi realizada a mistura

321231 Agregados

Como particularidade nesta camada a Avenida Roraima foi o trecho que possuiacutea uma

camada de revestimento antigo de 5 centiacutemetros de espessura Para conhecer as caracteriacutesticas

do material que estava em uso na pista de rolamento da Avenida Roraima no momento em

que estava sendo realizada a recuperaccedilatildeo do trecho foi realizada a coleta de material para

realizaccedilatildeo do ensaio de extraccedilatildeo de betume com o rotarex seguindo a norma DNER ME

0531994 obtendo-se um teor de ligante da mistura de 63 A anaacutelise granulomeacutetrica dos

agregados utilizados em todos os revestimentos novos foi realizada conforme a norma ASTM

C 1362006

Para os materiais utilizados no revestimento novo da Avenida Roraima foi realizada a

coleta dos agregados e do cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de

asfalto bem como de amostras de massa asfaacuteltica na pista para posteriores ensaios

85

laboratoriais A Figura 310 apresenta as curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos

revestimentos asfaacutelticos antigo e novo da Avenida Roraima sendo que ambos enquadraram-

se na Faixa C do DNIT

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

Revestimento

Antigo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 310 Curvas granulomeacutetricas dos agregados utilizados nos revestimentos antigo e

novo da Avenida Roraima

Com os materiais do revestimento novo da Avenida Roraima realizou-se o ensaio de

determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles e o material apresentou um valor de perda de 1250

Realizou-se tambeacutem a determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos segundo a norma ASTM C 1272007 obtendo-se

respectivamente valores de 2657gcmsup3 de 2472gcmsup3 e de 2804 Para o agregado miuacutedo

o valor de massa especiacutefica foi de 2669gcmsup3 e o ensaio foi realizado segundo a norma

ASTM C 1282007

Foram realizados tambeacutem os ensaios de lamelaridade de agregado grauacutedo seguindo a

norma ASTM D 47912007 e obteve-se o valore de 144 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo

grauacuteda desta dosagem O ensaio de Equivalente de Areia em agregados miuacutedos teve como

base a norma AASHTO T 1762008 encontrando-se o valor de 79

Para o ensaio de massa unitaacuteria e volume de vazios utilizou-se como base a norma

NBR NM 452006 sendo que os dados estatildeo apresentados na Tabela 34

86

Tabela 34 Massa unitaacuteria e volume de vazios dos agregados do revestimento da Avenida

Roraima

Material Massa Unitaacuteria

(kgmsup3)

Volume de

Vazios ()

34 137374 4843

38 132445 5000

Poacute de Pedra 147435 4477

Realizou-se tambeacutem o ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material

finamente pulverizado (DNER-ME 0851994) obtendo-se o valor de 2770gcmsup3

O ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de

soacutedio que segue a norma ASTM C 882005 apresentou um valor de perda de material de

08

Foram realizados tambeacutem os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

forma dos agregados por imagem utilizando o AIMS (Aggregate Image Measurement

System) no Centro de Pesquisa da PETROBRAS (CENPES) A Tabela 35 apresenta os

valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros observados durante os ensaios Os

resultados obtidos para os agregados da Avenida Roraima estatildeo apresentados na Tabela 36

Tabela 35 Valores de referecircncia dos resultados no AIMS

Iacutendice Aplicaccedilatildeo Faixa Significado dos valores

Miacutenimo Maacuteximo

Forma 2D Agregados

miuacutedos 0 ndash 20 Ciacuterculo perfeito

Totalmente

irregular

Angularidade Agregados

miuacutedos e grauacutedos 1 ndash 10000 Ciacuterculo perfeito Muito angular

Textura Agregados

grauacutedos 0 ndash 1000 Liso Rugoso

Esfericidade 3D Agregados

grauacutedos 0 ndash 1 Natildeo cuacutebico Cuacutebico

Partiacuteculas chatas

e alongadas

Agregados

grauacutedos - -

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

87

Tabela 36 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Roraima

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 940 238

118 946 225

060 864 224

030 847 230

015 788 268

0075 884 226

38 236 878 211

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

475 30343 6605

236 40424 8939

118 43650 9915

060 42337 10656

030 41852 12383

015 33789 13383

0075 22365 9687

38 475 27949 7149

236 36586 10324

34

127 26976 5668

95 27543 5440

475 27270 5193

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 2870 444

38 475 3506 419

34

127 4308 674

95 4428 582

475 3446 538

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra 475 058 010

38 475 067 009

34

1270 073 007

950 069 009

475 067 009

Continua

88

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

Poacute-de-pedra 475 1000 935 674 478 304

38 475 1000 740 220 60 00

34

127 1000 458 63 00 00

95 1000 633 122 20 00

475 1000 660 180 20 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Observando os valores obtidos nos ensaios eacute possiacutevel dizer que o agregado da

Avenida Roraima apresenta em sua forma 2D partiacuteculas medianamente circulares tendo

angularidade de meacutedia a baixa textura meacutedia e esfericidade 3D medianamente cuacutebica Estes

fatores poderatildeo influenciar no desempenho da mistura asfaacuteltica aplicado no trecho

321232 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica do revestimento novo da Avenida Roraima

determinou-se o ponto de amolecimento pelo Meacutetodo do Anel e Bola seguindo a norma NBR

65602008 chegando-se agrave temperatura de 509ordmC Para o ensaio de penetraccedilatildeo seguiu-se a

norma NBR 65762007 encontrando-se o valor de 65x10-1

mm e obteve-se um valor de

318ordmC para ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland que

seguiu a norma NBR 113412008

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em temperatura elevada usando um

viscosiacutemetro rotacional seguiu a norma NBR 151842004 e na Tabela 37 pode-se encontrar

os valores de viscosidade para trecircs temperaturas diferentes

Tabela 37 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Roraima

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 153 4125 72 186

155 20 75 1875 327 186

177 20 29 875 13 186

89

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo teve-

se como base a norma NBR 62962004 e obteve-se o valor de 1008gcmsup3

Os ensaio de Determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) de ligantes asfaacutelticos

(AASHTO M 3202009) Envelhecimento acelerado de ligantes asfaacutelticos utilizando o vaso

pressurizado de envelhecimento ndash PAV (ASTM D 65212008) Determinaccedilatildeo da rigidez

flexural agrave fluecircncia de ligantes asfaacutelticos utilizando reocircmetro de Viga em flexatildeo ndash BBR

(ASTM D 66482008) Determinaccedilatildeo das caracteriacutesticas reoloacutegicas de ligantes asfaacutelticos

utilizando o reocircmetro de cisalhamento dinacircmico ndash DSR (ASTM D 71752008) e Fluecircncia e

Relaxaccedilatildeo sob Muacuteltipla Tensatildeo ndash MSCR (ASTM D 74052008) foram realizados na

COPPEUFRJ e estatildeo apresentados na Tabela 38 tal ensaio classificou o ligante como sendo

de PG 64-16

Tabela 38 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Roraima

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 288 kPa Atende

64 degC 125 kPa Atende

70 degC 057 kPa Natildeo Atende

58 degC 669 kPa Atende

64 degC 259 kPa Atende

70 degC 127 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Natildeo Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 698 Atende Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

38DSRMSCR 64

22 degC 848524 kPa Natildeo Atende

25 degC 548388 kPa Natildeo Atende

28 degC 372042 kPa Atende

-6 degC 781 MPa Atende

-12 degC 1570 MPa Atende

-18 degC 3360 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0392 - Atende

-12 degC 0345 - Atende

-18 degC 0280 - Natildeo Atende

64 -16 S

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

BBR mgt03

CAP 5070 RoraimaPerformance Grade Continua

90

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 217 065

Rdiff

Jnr(kPa-1) 350 380

Jnrdiff 829

64

MSCR

6977

321233 Misturas

Para realizaccedilatildeo dos ensaios da misturas asfaacuteltica foram coletadas amostras durante a

execuccedilatildeo do trecho monitorado o acompanhamento das execuccedilotildees e dos meacutetodos de

aplicaccedilatildeo e compactaccedilatildeo das misturas asfaacutelticas nas pistas foi tambeacutem realizado

A dosagem pelo Meacutetodo Marshall foi realizada pela empresa construtora do trecho

monitorado e adotou-se uma granulomeacutetrica enquadrada na faixa C do DNIT um teor de

betume de 615 e os valores de 43 para Volume de Vazios 175 para os Vazios de

Agregado Mineral (VAM) 75 para Relaccedilatildeo Betume Vazios e uma densidade aparente de

2156gcmsup3 A densidade maacutexima de misturas betuminosas natildeo compactadas realizada pelo

Meacutetodo RICE e seguindo a norma NBR156192012 foi de 2338gcmsup3 a relaccedilatildeo filler-

betume foi de 102

Na Figura 311 estatildeo fatores que ilustram o acompanhamento durante a execuccedilatildeo da

restauraccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Roraima

(a) Temperatura na Vibroacabadora (b) Temperatura na pista

Continua

91

(c) Aplicaccedilatildeo da pintura de ligaccedilatildeo (d) Aplicaccedilatildeo da massa na pista

(e) Acabamento manual (f) Compactaccedilatildeo com rolo de pneus

(g) compactaccedilatildeo com rolo de chapa (h) textura do pavimento

Figura 311 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

Apoacutes 1 mecircs da execuccedilatildeo do trecho foi feita a primeira extraccedilatildeo de corpos de prova pra

realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia em laboratoacuterio pela norma DNIT ndash ME

1352010 e Resistecircncia a Traccedilatildeo pela norma DNIT ndash ME 1362010 bem como os valores de

grau de compactaccedilatildeo das misturas realizados pelas normas DNIT-ME 1171994 e NBR

155732012 Nesta avenida foi realizada uma segunda extraccedilatildeo de CPs aproximadamente 22

92

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem na primeira extraccedilatildeo o grau de compactaccedilatildeo foi

realizado apenas pela norma do DNIT pois nesta eacutepoca natildeo era utilizado tambeacutem a norma da

ABNT para obtenccedilatildeo deste dado Os valores encontrados para estes ensaios estatildeo

apresentados na Tabela 39

Tabela 39 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Roraima

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 5921

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 141

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9370

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6296

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 173

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9409

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9320

1 mecircs

22 meses

A Figura de 312 ilustra os procedimentos de extraccedilatildeo dos corpos de prova no trecho

da Avenida Roraima

(a) extraccedilatildeo de testemunho (b) testemunho extraiacutedo

(c) testemunho 1 extraiacutedo (d)testemunho 2 extraiacutedo

Figura 312 Extraccedilatildeo de corpos de prova

93

Na Figura 310 (itens c e d) verifica-se uma diferenccedila entre as espessuras do

revestimento asfaacuteltico esta diferenccedila ocorre devido a extraccedilatildeo da camada de revestimento

antigo que estaacute junto com a camada de revestimento novo no item c e natildeo estaacute junto com o

revestimento novo no item d A fim de melhor visualizaccedilatildeo geral das caracteriacutesticas dos

materiais utilizados nas camadas do trecho da Avenida Roraima confeccionou-se a Tabela

310 que resume os dados destes materiais

Tabela 310 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Roraima

Valor

362

1800

1724

190

594

020

2508

780

2467

72

11652

000

1250

2657

2472

2804

2669

144

AASHTO T 1762008 7924

2770

0757

150

509

318

NBR 65762007 65

1008

PG 64-16

615

430

175

75

102

2156

2338

DAERRS-EL 21201

NBR156192012

Mistura

Revestimento

ABNT NBR 1289193

CAP

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Densidade Aparente (gcmsup3)

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

Relaccedilatildeo Filler Betume

Voume de Vazios ()

DNER-ME 0851994

ASTM C 882005

Grau de Performance

Teor de Betume ()

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

NBR 65602008

NBR 113412008

NBR 62962004

AASHTO M 3202009

Ponto de Amolecimento (ordmC)

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3)

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3)

Agregados

Sanidade ()

ASTM C 1312006

Absorsatildeo ()

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1272007

ASTM C 1282007Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3)

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3)

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3)

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0491994

DNER ME 0931994

DNER ME 0491994

Abrasatildeo Los Angeles ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

ASTM C 1312006

Subleito

Base

CBR ()

Expansatildeo (mm)

Densidade Real (gcmsup3)

Limite de Liquidez ()

Limite de Plasticidade ()

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3)

Teor de Umidade ()

Norma

DNER ME 1221994

DNER ME 0821994

DNER ME 1291994

DNER ME 1291994

Ensaio

(

94

322 Avenida Heacutelvio Basso

A Avenida Heacutelvio Basso estaacute localizada na cidade de Santa Maria no estado do Rio

Grande do Sul sendo que o trecho monitorado tem inicio na latitude 29ordm42rsquo4671rsquorsquo Oeste e

longitude 53ordm48rsquo3963 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo3763rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm48rsquo4385rsquorsquo Sul como pode ser observado na Figura 313

Figura 313 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado da Avenida Heacutelvio Basso

Fonte Google Earth

Trata-se de um trecho com 300 metros de extensatildeo onde foi realizada uma

duplicaccedilatildeo O trecho monitorado se refere a parte duplicada com execuccedilatildeo de camadas novas

em toda a estrutura do pavimento O trecho eacute composto pela camada de subleito de solo

argiloso uma camada de sub-base de 40cm de macadame seco sobre o macadame estaacute

assente 20cm de BGS (base) e uma camada de revestimento de 6cm de CBUQ A estrutura

do pavimento estaacute representada na Figura 314 Este trecho teve a liberaccedilatildeo para passagem do

traacutefego apoacutes sua implantaccedilatildeo na data de 18 de maio de 2013

95

640

SUBLEITO

20

REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

Figura 314 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da Avenida Heacutelvio Basso

3221 Contagem de Traacutefego

Todos os processos de obtenccedilatildeo de dados do traacutefego e caacutelculos para obtenccedilatildeo das

meacutedias referentes a este trecho monitorado seguiram os mesmos criteacuterios e premissas

utilizados no trecho da Avenida Roraima Todavia neste trecho natildeo se percebeu nenhuma

sazonalidade que pudesse ocasionar a variaccedilatildeo no volume do traacutefego de veiacuteculos em algum

periacuteodo do ano Assim levou-se em conta para o caacutelculo da meacutedia anual das contagens apenas

as duas contagens realizadas em cada ano

Como a liberaccedilatildeo de traacutefego neste trecho soacute ocorreu no fim do primeiro semestre de

2013 a primeira contagem foi realizada somente no segundo semestre aproximadamente 5

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego logo os valores da meacutedia de veiacuteculos que se deslocaram

nesta via durante este ano foi obtido apenas nessa contagem Para o ano de 2013 o VDM

encontrado foi de 10705 veiacuteculos com fator de frota de 634 fator de veiacuteculo de 293 e

fator de distribuiccedilatildeo de 7071 de veiacuteculos comercias passando na faixa mais carregada A

Tabela 311 apresenta os dados referentes agrave contagem realizado no ano de 2013 usados para o

caacutelculo do nuacutemero N para correlaccedilatildeo com os ensaios realizados no referido ano

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE - MACADAME

SUBLEITO - ARGILA

96

Tabela 311 Valores meacutedios das contagens de 2013 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

42 24 17 8 7 13 126 521 455 392 393 407 422 572 461 417 438 572 581 434 308 214 173 72 7069

3 1 1 0 1 1 29 72 120 123 114 122 60 103 121 124 100 92 100 63 29 21 3 3 1405

2C 0 0 0 0 0 1 15 17 19 12 9 10 17 15 13 11 12 13 20 12 6 3 3 1 207

3C 0 0 0 0 0 0 1 2 2 0 0 1 1 3 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 16

2C 0 2 0 0 1 1 13 24 33 34 34 26 15 26 32 31 26 18 10 6 6 3 1 1 341

3C 0 1 0 0 0 1 4 6 7 6 9 6 1 4 7 7 8 4 4 1 1 1 0 0 76

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1 1 0 2 1 0 1 0 0 1 0 0 0 13

2S3 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 8

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 3 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 2 0 14

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

4 4 3 3 4 4 34 136 118 80 80 91 86 136 105 94 91 113 128 91 58 42 35 14 1552

10705VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

Para a segunda contagem de traacutefego realizada na Avenida Heacutelvio Basso os valores

encontrados de VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo foram 11526

veiacuteculos 611 289 e 7885 respectivamente Esta contagem foi realizada

aproximadamente 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute para a contagem realizada no

segundo semestre de 2014 os valores encontrados foram 12617 veiacuteculos 570 290 e

7890 para VDM fator de frota fator de veiacuteculo e fator de distribuiccedilatildeo respectivamente

Com isso obteve-se para o caacutelculo do N referente agraves contagens de 2014 os valores de fator de

veiacuteculo de 290 fator de frota de 590 e fator de distribuiccedilatildeo de 7887 bem como a

meacutedia das contagens de traacutefego para o ano de 2014 que estaacute apresentado na Tabela 312 junto

com o VDM Encontrou-se tambeacutem com a meacutedia dos dados de 2013 e 2014 uma taxa de

crescimento anual para o nuacutemero N de 1368

97

Tabela 312 Valores meacutedios das contagens de 2014 para Avenida Heacutelvio Basso

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

51 30 20 10 8 17 137 554 532 522 521 544 510 679 570 530 577 623 653 461 336 252 212 87 8438

4 1 1 0 1 1 21 92 102 104 112 114 68 110 125 127 100 111 91 67 42 33 4 3 1435

2C 0 0 0 0 0 1 13 19 17 14 10 12 19 16 12 11 9 13 20 13 7 4 4 1 213

3C 0 0 0 0 0 0 3 1 2 2 0 0 1 3 2 1 1 0 1 0 0 0 0 0 17

2C 0 2 0 0 1 1 8 26 34 36 39 30 16 27 35 34 28 19 12 7 3 3 2 1 363

3C 0 1 0 0 0 1 4 7 7 7 9 7 4 6 6 5 6 5 3 1 1 1 0 0 81

4C 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 7

2S1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2

2S2 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 8

2S3 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 7

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 0 1 0 1 2 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 2 0 12

3S2S2 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 4 3 3 4 4 42 113 113 90 86 101 93 135 106 92 88 108 107 57 48 38 34 14 1486

12071VMD

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

3222 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32221 Subleito

Para este trecho o solo existente tambeacutem foi caracterizado de duas formas e utilizando

as mesmas normas citadas no trecho anterior A primeira classificaccedilatildeo utilizando o Sistema de

Classificaccedilatildeo Unificada obteve a curva granulomeacutetrica apresentada na Figura 315 e Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade do subleito de 367 e 18 respectivamente com estes

dados o solo constituinte do trecho monitorado foi classificado como areia argilosa (SC) Jaacute

pelo segundo meacutetodo de classificaccedilatildeo que eacute pelo TBR Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o

solo em questatildeo foi enquadrado como A6

98

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

a

Curva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila Silte AreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 315 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito da Avenida Heacutelvio Basso

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1894 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 136 No ensaio de CBR os valores

encontrados foram de 7 para o CBR e expansatildeo de 017 Jaacute no ensaio de densidade real o

valor encontrado para o solo deste trecho foi de 2598 gcmsup3

32222 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento foi um poacute de pedra A Figura 316

ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de sub-base

99

Figura 316 Camada de Sub-base em macadame seco

32223 Base

Para a base o ensaio de granulometria apresentou uma curva granulomeacutetrica na faixa

A de acordo com o Manual de Pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) a Figura 317 apresenta a curva

granulomeacutetrica encontrada

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 317 Curva granulomeacutetrica da BGS da Avenida Heacutelvio Basso

100

No ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles o valor de perda de material

encontrado foi de 15 No ensaio de compactaccedilatildeo o valor para massa especiacutefica aparente

seca maacutexima foi de 2294 gcmsup3 com um teor de umidade oacutetima de 82 Para o ensaio de

CBR o valor encontrado de CBR foi de 108 e expansatildeo 000

A Figura 318 ilustra fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento da Avenida

Heacutelvio Basso

(a) Borda da camada de Base (b) BGS da Avenida Heacutelvio Basso

(c) Imprimaccedilatildeo da camada de Base (d) Imprimaccedilatildeo da BGS

Figura 318 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de base

32224 Revestimento

Para os materiais utilizados no revestimento foi realizada a coleta dos agregados e do

cimento asfaacuteltico de petroacuteleo utilizado para a mistura na usina de asfalto Em laboratoacuterio

foram realizados os ensaios para a caracterizaccedilatildeo destes materiais

101

322241 Agregados

Nos agregados foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria do material que

se enquadrou na faixa C do DNIT Sua curva granulomeacutetrica estaacute apresentada na Figura 319

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Porc

enta

gem

Ret

ida (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa C DNIT

Limites

Revestimento

Novo

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12

Figura 319 Curva granulomeacutetrica do revestimento da Avenida Heacutelvio Basso

Realizaram-se tambeacutem os ensaios de Abrasatildeo Los Angeles obtendo-se um valor de

perda de material de 11 determinaccedilatildeo da massa especiacutefica massa especiacutefica aparente e

absorccedilatildeo de agregados grauacutedos onde se encontraram os resultados de 2664gcmsup3 2500gcmsup3

e 2458 respectivamente Para o agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de

2663gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 220 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 85 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 270gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio obteve-se um valor de perda de material de 08

Assim como no agregado da Avenida Roraima foram realizados tambeacutem nos

agregados da Avenida Heacutelvio Basso os ensaios de determinaccedilatildeo da angularidade textura e da

102

forma por imagem utilizando o AIMS no CENPES Os resultados obtidos estatildeo apresentados

na Tabela 313 e tambeacutem seguem os valores de referecircncia para a classificaccedilatildeo dos paracircmetros

observados durante os ensaios apresentados na Tabela 36

Tabela 313 Resultados no AIMS dos agregados da mistura da Avenida Heacutelvio Basso

Fraccedilatildeo Peneira mm Forma 2D (apenas miuacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 820 171

118 851 177

06 773 164

03 817 188

015 837 276

0075 892 239

38 236 863 199

Fraccedilatildeo Peneira mm Angularidade

Meacutedia Desvio padratildeo

Poacute-de-pedra

236 38260 9659

118 40060 9032

06 37167 9047

03 40631 10740

015 37262 17569

0075 27743 14345

38 475 28786 4774

236 36060 7886

34

127 28092 6263

95 28840 6144

475 29388 5194

Fraccedilatildeo Peneira mm Textura (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 3567 500

34

127 4574 733

95 4457 648

475 3810 474

Fraccedilatildeo Peneira mm Esfericidade 3D (apenas grauacutedos)

Meacutedia Desvio padratildeo

38 475 060 009

34

127 068 008

95 063 008

475 063 007

Continua

103

Fraccedilatildeo Peneira mm Partiacuteculas chatas e alongadas (apenas grauacutedos)

LS gt 11 LS gt 21 LS gt 31 LS gt 41 LS gt 51

38 475 100 940 680 280 100

34

127 100 778 178 22 00

95 100 860 280 100 40

475 100 840 340 100 00

Fonte (PETROBRASCENPES 2014)

Os valores apresentados mostram que o agregado da Avenida Heacutelvio Basso apresenta

caracteriacutesticas semelhantes aos agregados da Avenida Roraima poreacutem comparando os valores

percebe-se que a o agregado da Avenida Heacutelvio Basso eacute mais circular e tem uma textura

maior que o agregado da Avenida Roraima

322242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Realizaram-se os ensaios de caracterizaccedilatildeo do CAP 5070 utilizado na mistura

asfaacuteltica da Avenida Heacutelvio Basso e encontrou-se um valor de 51ordmC para o ponto de

amolecimento Para o ensaio de penetraccedilatildeo o valor observado foi de 55x10-1

mm e para

ensaio de determinaccedilatildeo do ponto de fulgor em vaso aberto de Cleveland obteve-se um valor

de 324ordmC

O ensaio de determinaccedilatildeo da viscosidade em trecircs temperaturas distintas com

temperatura elevada usando um viscosiacutemetro rotacional pode ser visualizado na Tabela 314

Tabela 314 Viscosidade do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 149 372 693 186

155 20 62 152 288 186

177 20 31 77 144 186

Para realizaccedilatildeo do ensaio de Massa especiacutefica do Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo

obteve-se o valor de 1008gcmsup3 Os ensaios de determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG)

do ligante asfaacuteltico utilizado na Avenida Heacutelvio Basso que foram realizados na

104

COPPEUFRJ estatildeo apresentados da Tabela 315 sendo que os ensaios classificaram tal

ligante como sendo de PG 58-16

Tabela 315 Valores dos ensaios da classificaccedilatildeo PG do CAP 5070 da Avenida Heacutelvio Basso

ESPECIFICACcedilAtildeO

58 degC 254 kPa Atende

64 degC 129 kPa Atende

70 degC 051 kPa Natildeo Atende

58 degC 466 kPa Atende

64 degC 198 kPa Natildeo Atende

70 degC 091 kPa Natildeo Atende

Atende S [40 gt Jnr32 gt 20]

Atende H [20 gt Jnr32 gt 10]

Natildeo Atende V [10 gt Jnr32 gt 05]

Natildeo Atende S [05 gt Jnr32 gt 00]

Rdiff () 6861 Rdiff lt 75

degCJnr32

ENSAIOS DE CLASSIFICACcedilAtildeO SUPERPAVE

DSR |G|sen(δ) gt22 kPa

DSR |G|sen(δ) gt10 kPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT

19DSRMSCR 58

19 degC 1119791 kPa Natildeo Atende

22 degC 744195 kPa Natildeo Atende

25 degC 499820 kPa Atende

-6 degC 530 MPa Atende

-12 degC 1130 MPa Atende

-18 degC 3160 MPa Natildeo Atende

-6 degC 0425 - Atende

-12 degC 0350 - Atende

-18 degC 0278 - Natildeo Atende

58 -16 H

BBR Slt300 MPa

APOacuteS ENVELHECIMENTO NO RTFOT + PAV

DSR |G|sen(δ) lt5000 kPa

mgt03

CAP 5070 HEacuteLVIO BASSOPerformance Grade

BBR

Temperatura (degC)

Tensatildeo (kPa) 01 32

R () 379 119

Rdiff

Jnr(kPa-1) 182 194

Jnrdiff 663

58

MSCR

6861

322243 Misturas

A dosagem realizada pela empresa construtora pelo Meacutetodo Marshall que foi

colocada na Avenida Heacutelvio Basso obteve um teor de betume de 59 e os valores de 40

105

para Volume de Vazios 1798 para os Vazios de Agregado Mineral (VAM) 7646 para

Relaccedilatildeo Betume Vazios uma densidade aparente de 221gcmsup3 a densidade maacutexima realizada

pelo meacutetodo RICE foi de 2355gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer-betume foi de 105

A Figura 320 ilustra o acompanhamento durante a execuccedilatildeo do revestimento do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

(e) Aplicaccedilatildeo do CA na pista (f) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 320 Acompanhamento da execuccedilatildeo da camada de revestimento

106

Na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de corpos de prova para

realizaccedilatildeo dos ensaios em laboratoacuterio de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e Grau

de compactaccedilatildeo As extraccedilotildees de corpos de prova neste trecho ocorreram 10 e 17 meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego e assim como na Avenida Roraima o valor de grau de compactaccedilatildeo

para a primeira extraccedilatildeo de CPs foi feita seguindo apenas a norma do DNIT Os valores

obtidos para estes ensaios estatildeo apresentados na Tabela 316

Tabela 316 Valores MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos da Avenida Heacutelvio

Basso

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6339

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 181

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9502

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 -

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 6482

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 183

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9610

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9560

10 meses

17 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso pode ser visto

na Figura 321

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

Continua

107

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 321 Extraccedilatildeo de corpos de prova na Avenida Heacutelvio Basso

Para melhor visualizaccedilatildeo da caracteriacutestica dos materiais utilizados nas camadas do

trecho da Avenida Heacutelvio Basso foi confeccionado a Tabela 317 que reuacutene todo os dados

destes materiais

Tabela 317 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas Avenida Heacutelvio Basso

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

Continua

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

108

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

323 BR 158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

A BR-158 atravessa a cidade de Santa Maria no estado do Rio Grande do Sul sendo

que o trecho monitorado se inicia no km 330 na latitude 29ordm42rsquo242rsquorsquo Oeste e longitude

53ordm51rsquo581 Sul e termina na latitude 29ordm42rsquo092rsquorsquo Oeste e longitude 53ordm50rsquo5539rsquorsquo Sul como

pode ser visto na Figura 322

Figura 322 Localizaccedilatildeo do trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

Fonte Google Earth

Valor

367

180

1894

136

725

017

2598

1483

2294

82

10773

000

1082

2664

2500

2458

2663

220

AASHTO T 1762008 8544

2700

0757

95

510

324

NBR 65762007 550

1008

PG 58-16

59

400

1798

7646

105

221

2355NBR156192012

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3)

NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Grau de Performance AASHTO M 3202009

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC)

ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

DNER ME 0491994

Revestimento

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo ()

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm)

DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade ()

(

109

Trata-se de um trecho onde foi executada uma duplicaccedilatildeo da BR-158 portanto de um

segmento de implantaccedilatildeo de pavimento novo onde a liberaccedilatildeo ao traacutefego ocorreu no dia 15

de julho de 2014 O trecho apresenta 300m de extensatildeo e eacute composto pela camada de subleito

de solo argiloso uma camada de 40 cm de pedra detonada 15 cm de macadame seco 15 cm

de BGS e uma camada de 75 cm de CBUQ A estrutura do pavimento estaacute representada na

Figura 323

15

40

15

75REVESTIMENTO

BGS

MACADAME

SUBLEITO

PEDRA DETONADA

Figura 323 Composiccedilatildeo e espessura das camadas da BR158 ndash Trevo dos Quarteacuteis

3231 Contagem de Traacutefego

Por se tratar de um trecho no qual a liberaccedilatildeo de trafego ocorreu apenas no segundo

semestre de 2014 foi realizado apenas uma contagem quantitativa e classificatoacuteria

aproximadamente 4 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta contagem mostrou a passagem de

9781 veiacuteculos por dia com fator de frota de 631 fator de veiacuteculo de 306 e fator de

distribuiccedilatildeo de 7924 de veiacuteculos comerciais passando na faixa externa do trecho A Tabela

318 apresenta a quantidade de veiacuteculos que passaram durante a contagem

REVESTIMENTO - CA

BASE - BGS

SUB-BASE ndash MACADAME

REFORCcedilO ndash PEDRA DETONADA

SUBLEITO - ARGILA

110

Tabela 318 Contagens de traacutefego de 2014 para o Trevo dos Quarteacuteis

0 -

1

1 -

2

2 -

3

3 -

4

4 -

5

5 -

6

6 -

7

7 -

8

8 -

9

9 -

10

10 -

11

11 -

12

12 -

13

13 -

14

14 -

15

15 -

16

16 -

17

17 -

18

18 -

19

19 -

20

20 -

21

21 -

22

22 -

23

23 -

24

TOTAL

92 55 26 18 13 33 111 445 308 264 314 342 397 317 297 317 324 501 676 503 395 301 277 177 6503

7 4 4 1 2 3 37 59 57 74 71 85 62 54 62 59 76 73 80 61 30 27 15 12 1014

2C 2 0 0 0 0 9 27 19 15 6 5 5 6 6 9 4 5 7 4 6 1 1 0 1 137

3C 0 0 0 0 1 0 0 2 2 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 11

2C 1 2 2 0 2 4 8 8 20 24 23 32 15 11 20 20 18 15 13 5 3 3 2 2 251

3C 2 1 1 1 3 3 4 6 8 7 9 11 3 7 5 6 6 6 3 6 3 3 4 1 105

4C 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 3 3 1 0 0 0 0 0 0 13

2S1 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 6

2S2 0 1 0 0 0 3 1 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 2 1 0 2 0 0 19

2S3 0 0 0 0 0 0 1 1 1 2 2 1 0 4 2 2 1 2 1 0 1 1 0 0 21

3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S3 0 0 2 0 0 0 3 3 3 1 3 1 0 0 2 0 1 1 1 2 3 2 3 3 34

3S2S2 0 0 0 0 0 0 2 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 0 11

2C2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2

2C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

3C2 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 4

3C3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2

3C2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

3S2C4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

37 18 8 4 3 4 34 110 44 52 63 100 149 72 73 60 80 137 191 133 89 70 80 37 1647

9781

HORAacuteRIO

CARROS DE PAS

CAMIONETAS

OcircNIBUS

C

A

M

I

N

H

Otilde

E

S

OUTROS

VMD

3232 Materiais e Controle Tecnoloacutegico

32321 Subleito

Para o trecho localizado na BR158 (Trevo dos Quarteacuteis) os valores para Limite de

Liquidez e Limite de Plasticidade encontrados foram 3322 e 18 respectivamente a curva

granulomeacutetrica do solo deste trecho estaacute apresentada da Figura 324 Com esses dados

realizou-se a classificaccedilatildeo segundo o Sistema de Classificaccedilatildeo Unificada que classificou o

solo como sendo uma argila de baixa compressibilidade (CL) e pelo meacutetodo de classificaccedilatildeo

do Sistema Rodoviaacuterio de Classificaccedilatildeo o solo foi classificado como A6

111

000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

0001 001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em P

ass

an

do

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Po

rcen

tag

em R

etid

aCurva Granulomeacutetrica

Peneiras Nuacutemero 200

Argila SilteAreiaFina

AreiaMeacutedia

AreiaGrossa

Pedregulho

410204060100 95 125 19 25

Figura 324 Curva granulomeacutetrica do solo do subleito do Trevo dos Quarteacuteis

No ensaio de compactaccedilatildeo obteve-se o valor de 1820 gcmsup3 para massa especiacutefica

aparente seca maacutexima e um teor de umidade oacutetima de 166 no ensaio de CBR obteve-se um

valor de CBR de 7 e expansatildeo de 024 e no ensaio de densidade real o valor obtido foi de

2668 gcmsup3

32322 Sub-base

Foi coletado material grauacutedo e material de enchimento da sub-base de macadame seco

e realizado os ensaios de granulometria sendo que o material grauacutedo ficou enquadrado dentro

do intervalo de 2 a 5 polegadas e o material de enchimento era um poacute de pedra A Figura 325

ilustra o acompanhamento na execuccedilatildeo da camada de sub-base

112

Figura 325 Aspectos da camada de sub-base em macadame seco

32323 Base

Para a base foi realizado primeiramente o ensaio de granulometria da brita graduada

simples enquadrada na faixa A segundo o Manual de pavimentaccedilatildeo do DNIT (2006) obtendo

a curva mostrada na Figura 326 para cada agregado utilizado na composiccedilatildeo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m R

eti

da

(

)

Po

rce

nta

ge

m P

as

sa

nte

(

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica BGS

200 80 40 10 4Peneir 3438 12

Figura 326 Curva granulomeacutetrica da BGS do Trevo dos Quarteacuteis

113

Posteriormente realizou-se o ensaio de determinaccedilatildeo da Abrasatildeo Los Angeles onde foi

encontrado um valor de 11 de perda de material Realizou-se tambeacutem o ensaio de

compactaccedilatildeo que indicou o valor de 2265 gcmsup3 para massa especiacutefica aparente seca maacutexima

e um teor de umidade oacutetima de 80 Conseguiu-se um valor de 117 para o ensaio de CBR

e expansatildeo 000

A Figura de 327 ilustra as fases de execuccedilatildeo da camada de base do pavimento do

trecho monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Borda da camada de Base (b) BGS do Trevo dos Quarteacuteis

(c) Textura da camada de Base (d) Camada de BGS imprimada

Figura 327 Fases de execuccedilatildeo da camada de base do Trevo dos Quarteacuteis

32324 Revestimento

O revestimento do pavimento no Trevo dos Quarteacuteis foi construiacutedo em duas camadas

a camada inferior de revestimento com 4cm de espessura e materiais de uma usina de asfalto

114

jaacute a camada superior de revestimento foi feita com a espessura de 35cm e materiais de uma

segunda usina de asfalto Como o revestimento asfaacuteltico deste trecho foi realizado com

materiais de duas usinas e pedreiras diferentes os agregados e CAPs coletados em ambas

foram levados ao laboratoacuterio para realizaccedilatildeo dos ensaios de caracterizaccedilatildeo destes materiais

323241 Agregados

Foi realizado o ensaio de granulometria dos agregados utilizados em ambas as

camadas do revestimento do Trevo dos Quarteacuteis sendo as duas misturas enquadradas na faixa

B do DNIT As curvas granulomeacutetricas das camadas do revestimento inferior e superior estatildeo

apresentadas na Figura 328

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

1000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

001 01 1 10 100

Po

rcen

tag

em R

etid

a (

)

Porc

enta

gem

Pass

an

te (

)

Diacircmetro dos Gratildeos (mm)

Composicatildeo Granulomeacutetrica - Faixa B DNIT

Limite da Faixa

Revestimento Inferior

Revestimento Superior

200 80 40 10 4Peneiras 3438 12 1 121

Figura 328 Curvas granulomeacutetricas dos revestimentos inferior e superior do Trevo dos

Quarteacuteis

Para a mistura colocada na parte inferior do revestimento o ensaio de Abrasatildeo Los

Angeles revelou uma perda de material de 16 para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica

115

foi de 2676gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2450gcmsup3 e absorccedilatildeo de 3500 Para o

agregado miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2672gcmsup3

Obteve-se ainda um Equivalente de Areia de 60 542 de partiacuteculas lamelares na

fraccedilatildeo grauacuteda e uma perda de material de 233 no ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade

pelo emprego de soluccedilotildees de sulfato de soacutedio O resultado na determinaccedilatildeo da massa

especiacutefica real de material finamente pulverizado foi de 2721gcmsup3

Assim como na camada colocada na parte inferior do revestimento realizou-se

igualmente na camada superior o ensaio de Abrasatildeo Los Angeles para os agregados onde 12

do material ensaiado foi perdido Para os agregados grauacutedos a massa especiacutefica foi de

2645gcmsup3 massa especiacutefica aparente de 2493gcmsup3 e absorccedilatildeo de 2300 Para o agregado

miuacutedo o valor de massa especiacutefica foi de 2681gcmsup3

Foram realizados tambeacutem os ensaio de lamelaridade de agregado grauacutedo e Equivalente

de Areia obtendo-se 343 de partiacuteculas lamelares na fraccedilatildeo grauacuteda e 69 de Equivalente de

Areia No ensaio de determinaccedilatildeo da massa especiacutefica real de material finamente pulverizado

obteve-se o valor de 2669gcmsup3 e o ensaio de determinaccedilatildeo da durabilidade pelo emprego de

soluccedilotildees de sulfato de soacutedio apresentou um valor de perda de material de 156 para o

material utilizado na camada inferior do revestimento deste trecho

323242 Cimento Asfaacuteltico de Petroacuteleo ndash CAP

Foi realizada a caracterizaccedilatildeo dos ligantes da mistura inferior e da mistura superior

No ligante utilizado na mistura inferior encontrou-se 47ordmC para o ponto de amolecimento e

359ordmC para o ponto de fulgor Este ligante apresentou massa especiacutefica de 1008gcmsup3 e o

valor de penetraccedilatildeo de 57x10-1

mm A Tabela 319 apresenta os valores da determinaccedilatildeo da

viscosidade em trecircs temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional

Tabela 319 Viscosidade do CAP 5070 da camada inferior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 130 3250 605 186

150 20 67 1675 212 186

177 20 27 675 126 186

116

Para o CAP utilizado na mistura asfaacuteltica colocada no revestimento superior do Trevo

dos Quarteacuteis os valores encontrados foram de 49ordmC para o ponto de amolecimento e 342ordmC

para o ponto de fulgor Encontrou-se tambeacutem um valor de penetraccedilatildeo de 59x10-1

mm e um

valor de massa especiacutefica de 1007gcmsup3 bem como os valores de viscosidade em trecircs

temperaturas distintas usando um viscosiacutemetro rotacional que estatildeo apresentadas na Tabela

320

Tabela 320 Viscosidade do CAP 5070 da camada superior do Trevo dos Quarteacuteis

Viscosidade

Temp (ordmC) RPM Torque () Visc (cP) S Str (dcmsup3) S Rate (1sec)

135 20 122 3050 567 186

150 20 63 1575 293 186

177 20 26 650 121 186

Ainda natildeo foi possiacutevel realizar a determinaccedilatildeo do Grau de Performance (PG) dos

ligantes utilizados no revestimento deste trecho como foi realizado nos demais trechos

monitorados poreacutem para dar continuidade aos estudos seratildeo realizados os ensaios para a

classificaccedilatildeo destes ligantes asfaacutelticos

323243 Misturas

Foi utilizado o Meacutetodo Marshall pela empresa construtora do trecho monitorado para

dosagem das misturas asfaacutelticas que foram executadas na BR158 Na mistura colocada na

camada inferior do revestimento obteve-se um teor de betume de 585 volume de vazios de

393 bem como VAM de 1704 RBV de 7692 densidade aparente de 2223gcmsup3

densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE de 2316gcmsup3 e a relaccedilatildeo filer betume foi de

097

Para o revestimento superior e teor de betume foi 539 383 de Volume de Vazios

1592 de VAM e 7658 de RBV encontrou-se tambeacutem uma densidade aparente de

117

224gcmsup3 um valor de 2329gcmsup3 para densidade maacutexima medida pelo meacutetodo RICE e 111

para relaccedilatildeo filer betume

A Figura 29 ilustra o acompanhamento da execuccedilatildeo do revestimento do trecho

monitorado do Trevo dos Quarteacuteis

(a) Imprimaccedilatildeo da Base (b) Transporte da mistura de CA

(c) Temperatura da mistura de CA (d) Aplicaccedilatildeo do CA na pista

Figura

(d) Compactaccedilatildeo do CA na pista (e) Compactaccedilatildeo do CA na pista

Figura 329 Aspectos do acompanhamento da execuccedilatildeo do Revestimento no Trevo dos

Quarteacuteis

118

Assim como nos outros dois trechos monitorados tambeacutem foi realizada a extraccedilatildeo de

corpos de prova para realizaccedilatildeo dos ensaios de Moacutedulo de Resiliecircncia Resistecircncia a Traccedilatildeo e

Grau de Compactaccedilatildeo em laboratoacuterio As extraccedilotildees foram realizadas 1 mecircs e 4 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego e os valores encontrados estatildeo apresentados na Tabela 321

Tabela 321 MR RT e Grau de Compactaccedilatildeo para CPs extraiacutedos do Trevo dos Quarteacuteis

Data da Extraccedilatildeo Ensaio Norma Valor

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 1898

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 053

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9085

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 8790

Moacutedulo de Resiliecircncia (MPa) DNIT-ME 1352010 2348

Resistecircncia agrave Traccedilatildeo (MPa) DNIT-ME 1362010 054

Grau de Compactaccedilatildeo () DNIT-ME 1171994 9206

Grau de Compactaccedilatildeo () NBR 155732012 9055

1 mecircs

4 meses

O processo de extraccedilatildeo dos corpos de prova e fechamento dos furos da extraccedilatildeo pode

ser visualizado na Figura de 330

(a) Extraccedilatildeo do testemunho (b) Remoccedilatildeo do testemunho da broca

(c) Testemunho da mistura de CA (d) Fechamento do furo da extraccedilatildeo

Figura 330 Processo de extraccedilatildeo de corpos de prova no Trevo dos Quarteacuteis

119

Assim como para os outros dois trechos monitorados para melhor visualizaccedilatildeo das

caracteriacutesticas dos materiais utilizados nas camadas do trecho monitorado do Trevo dos

Quarteacuteis foi confeccionada a Tabela 322 que resume todos os dados obtidos

Tabela 322 Caracterizaccedilotildees dos materiais utilizados nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

Continua

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

120

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

33 AVALIACcedilOtildeES FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS

331 Macrotextura

A determinaccedilatildeo da Macrotextura da superfiacutecie do concreto asfaacuteltico foi realizada pelo

meacutetodo da mancha de areia seguindo a norma ASTM E 9652006 Em todos os trechos

experimentais foi adotado cinco estacas para realizaccedilatildeo do ensaio sendo em todos os trechos

realizado nas estacas 3 5 7 9 e 11 sendo realizado o ensaio na trilha de roda externa da faixa

externa (mais carredada)

Este ensaio serve para verificar a profundidade meacutedia da Macrotextura (HS) da

superfiacutecie do pavimento Esta Macrotextura possibilita o escoamento da aacutegua que chegar

nesta superfiacutecie quanto maior a macrotextura maior o escoamento Sua classificaccedilatildeo segundo

o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) estaacute apresentada na Tabela 323

Tabela 323 Classes de macrotextura pelo meacutetodo da mancha de areia

gt 120Muito Grossa

Fina 021 - 040

Meacutedia 041 - 080

Grossa 081 - 120

Classificaccedilatildeo Limites de HS

Muito Fina lt 020

Fonte DNIT 2006

Valor

3322

1800

1820

166

725

024

2668

1138

2265

80

11739

000

1596

2676

2450

35

2672

542

AASHTO T 1762008 607

2721

233

150

470

359

NBR 65762007 57

1008

585

393

174

7692

097

2223

2329

1180

2645

2493

23

2681

343

AASHTO T 1762008 694

2669

156

135

490

342

NBR 65762007 59

1007

539

383

1592

7658

111

224

2329

Subleito

Ensaio Norma

Limite de Liquidez () DNER ME 1221994

Limite de Plasticidade () DNER ME 0821994

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Densidade Real (gcmsup3) DNER ME 0931994

Base

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Espec Apar Seca Maacutexima (gcmsup3) DNER ME 1291994

Teor de Umidade () DNER ME 1291994

CBR () DNER ME 0491994

Expansatildeo (mm) DNER ME 0491994

Revestimento

Inferior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

Revestimento

Superior

Agregados

Abrasatildeo Los Angeles () ASTM C 1312006

Massa Especifica Real Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Massa Especifica Aparente Graudo (gcmsup3) ASTM C 1272007

Absorsatildeo () ASTM C 1272007

Massa Especifica Real Miuacutedo (gcmsup3) ASTM C 1282007

Indice de Lamelaridade () ASTM D 47912007

Equivalente de Areia ()

Massa Especifica Real Material Fin Pulverizado (gcmsup3) DNER-ME 0851994

Sanidade () ASTM C 882005

CAP

Recuperaccedilatildeo Elastica a 25ordmC () NBR 62932001

Ponto de Amolecimento (ordmC) NBR 65602008

Ponto de Fulgor em Vaso Aberto de Cleveland (ordmC) NBR 113412008

Penetraccedilatildeo a 25ordmC

Massa Especiacutefica a 25ordmC (gcmsup3) NBR 62962004

Mistura

Teor de Betume ()

ABNT NBR 1289193

Voume de Vazios ()

Vazios de Agregado Mineral - VAM ()

Relaccedilatildeo Betume Vazios ()

Relaccedilatildeo Filler Betume

Densidade Aparente (gcmsup3) DAERRS-EL 21201

Densidade Maacutexima Medida - RICE (gcmsup3) NBR156192012

(

(

121

A Figura 331 ilustra o processo de realizaccedilatildeo do ensaio de mancha de areia

(a) Limpeza da superfiacutecie (b) Colocaccedilatildeo da areia padronizada

(c) Espalhamento da areia (d) Coleta dos dados de diacircmetro

Figura 331 Etapas de realizaccedilatildeo do ensaio de Mancha de Areia

Este ensaio foi realizado nos periacuteodos de 1 mecircs 6 meses 13 meses 19 meses e 25

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima na Avenida Heacutelvio Basso foram nos

periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13 meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego No trecho do

Trevo dos Quarteacuteis apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego foi realizado o primeiro ensaio depois de 1

mecircs o segundo levantamento foi 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

332 Microtextura

Os ensaios de Microtextura foram realizados com o Pecircndulo Britacircnico e seguiu a

norma ASTM E 3032008 sendo realizados nas mesmas datas e locais do ensaio de Mancha

122

de Areia nos trecircs trechos monitorados para posterior cruzamento dos dados dos dois ensaios e

determinaccedilatildeo do valor do International Friction Index (IFI)

Este ensaio tem como principal objetivo medir a textura dos agregados que estatildeo

aparentes na mistura naquele momento do ensaio determinando se este agregado estaacute polido

ou rugoso como eacute mostrado na Tabela 324

Tabela 324 Classes de microtextura pelo meacutetodo do pecircndulo britacircnico

Muito Rugosa gt 75

Medianamente Rugosa 47 - 54

Rugosa 55 - 75

Perigosa lt 25

Muito Lisa 25 - 31

Lisa 32 - 39

Insuficientemente Rugosa 40 - 46

Classificaccedilatildeo Limites de VRD

Fonte DNIT 2006

Foi feita a limpeza da superfiacutecie do pavimento no mesmo ponto onde foi realizada a

mancha de areia Posicionou-se o pecircndulo e fez-se seu nivelamento testando para que a

sapata passasse exatamente entre dois pontos especiacuteficos Desta forma garante-se que o

ensaio esta sendo realizado com a mesma aacuterea de contato A partir deste ajuste o pavimento

foi molhado sempre que a leitura fosse feita sendo que foram coletadas cinco determinaccedilotildees

para cada ponto A Figura de 332 ilustra a realizaccedilatildeo dos ensaios de Pecircndulo Britacircnico

(a) Colocaccedilatildeo do Pecircndulo na posiccedilatildeo (b) Ajuste do Pecircndulo

Continua

123

(c) Umidificaccedilatildeo da superfiacutecie (d) Realizaccedilatildeo do ensaio

(e) Realizaccedilatildeo do ensaio (f) Coleta de dados

Figura 332 Aspectos da realizaccedilatildeo do ensaio de Pecircndulo Britacircnico

333 International Friction Index - IFI

Para fazer o caacutelculo do IFI deve-se fazer o cruzamento dos dados do ensaio da

macrotextura e da microtextura encontrados nos ensaios de Mancha de Areia e Pecircndulo

Britacircnico Com o caacutelculo do IFI eacute possiacutevel verificar se o pavimento estaacute proporcionando

condiccedilotildees de atrito e seguranccedila ao usuaacuterio Os intervalos de atrito para avaliaccedilatildeo do

pavimento estatildeo apresentados na Tabela 325 seguindo DNIT (2006)

124

Tabela 325 Limites de classificaccedilatildeo do IFI

Peacutessimo

Ruim 006 012

Regular 013 016

Bom 017 03

Oacutetimo

Limites de IFI

lt006

gt030

Fonte DNIT 2006

Usando algumas equaccedilotildees que seguem a norma ASTM E 19601998 eacute possiacutevel chegar

a valores harmonizados do IFI para velocidade padratildeo de 60 kmh ou para qualquer outra

velocidade plotando um graacutefico que possibilita o encontro de um valor de atrito para qualquer

velocidade como eacute mostrado na Figura 333 segundo Aps (2006)

Figura 333 Modelo de IFI

Fonte APS 2006

334 International Roughness Index ndash IRI

O ensaio de irregularidade longitudinal do pavimento (International Roughness Index

ndash IRI) foi realizado seguindo a norma ASTM E 9502004 utilizando sensores a laser Este

125

levantamento foi realizado no aos 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida

Roraima aos 9 16 e 21 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso e aos 2 e

7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego no Trevo dos Quarteacuteis

Este ensaio tem por finalidade o levantamento das irregularidades longitudinais

existentes no pavimento ao longo do trecho e nesta pesquisa foi realizado com uma barra

com cinco sensores a laser colocado na parte frontal de um veiacuteculo como mostrado na Figura

334 que se desloca pela via medindo a irregularidade do pavimento Nos trechos

monitorados estudados este levantamento foi realizado pela empresa Pavesys nas duas faixas

de rolamento (interna e externa) poreacutem seratildeo analisados apenas os dados obtidos na faixa

externa por se tratar da faixa mais carregada

Figura 334 Veiacuteculo com barra que contem cinco sensores a laser

335 Afundamento em Trilha de Roda - ATR

As medidas de ATR (Afundamento em Trilha de Roda) foram realizadas utilizando a

barra com cinco sensores a laser concomitantemente com o ensaio de IRI nas faixas internas

e externas de rolamento poreacutem para obtenccedilatildeo dos ATR avalia-se apenas a irregularidade

transversal agrave via A Figura 335 ilustra um exemplo de ATR bastante elevado segundo Balbo

(2007)

126

Figura 335 Exemplo de deformaccedilotildees em trilhas de roda de pavimento flexiacutevel

Fonte Balbo 2007

336 Levantamento de Defeitos

A avaliaccedilatildeo de defeitos foi realizada obedecendo ao manual de execuccedilatildeo de trechos

monitorados da Rede Temaacutetica do Asfalto (2012) Este levantamento tem como objetivo a

avaliaccedilatildeo do desempenho dos pavimentos dos trechos experimentais frente agrave accedilatildeo do traacutefego e

do clima verificando assim sua capacidade mecacircnica ao longo do tempo Esta avaliaccedilatildeo em

todos os trechos experimentais foi realizada nas duas faixas de rolamento Uma tabela foi

montada e estaacute formatada para anotar os defeitos em um retacircngulo de um metro de

comprimento por um terccedilo da largura da faixa Um exemplo desta avaliaccedilatildeo estaacute apresentado

na Figura 336

127

TIF-BTIF-B

12m3m

Trecho Monitorado RORAIMA - 19122013

TIT-A TIT-BTIF-A

1m 2m 11m

TE

4m 5m 6m 7m 8m 9m 10m

Faixa

Interna

TE

TI

CE

TIT-B

Faixa

Externa

TI

CE

TIF-B

Estaca 10

TIF-A

AFLTIF-B

Figura 336 Exemplo do mapeamento dos defeitos entre duas estacas

Onde TIF-B Trinca Interligada de Fadiga severidade Baixa

TIF-A Trinca Interligada de Fadiga severidade Alta

TIT-B Trinca Isolada Transversal severidade Baixa

TIT-A Trinca Isolada Transversal severidade Alta

AFL Afundamentos Localizados

Os levantamentos na Avenida Roraima foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 6

meses 13 meses 19 meses e 25 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Jaacute na primeira avaliaccedilatildeo

de defeitos foi verificado algum tipo de defeito como trincas longitudinais e trincas

transversais com severidades baixas e altas No ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do

traacutefego o pavimento jaacute apresentava trincas interligadas por fadiga de severidade alta e ateacute

mesmo afundamentos localizados

Na Avenida Heacutelvio Basso foi realizada a avaliaccedilatildeo nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 13

meses e 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego sendo que o primeiro defeito a ser verificado

foi durante a realizaccedilatildeo do levantamento de 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego onde foram

visualizadas pequenas trincas isoladas transversais e longitudinais de severidade baixa

No Trevo dos Quarteacuteis realizou-se uma avaliaccedilatildeo logo apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

sendo que o pavimento estava em perfeitas condiccedilotildees de rolamento sem a apresentaccedilatildeo de

128

defeitos Poreacutem 6 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego pocircde-se verificar a presenccedila de trincas

isoladas de severidade baixa em vaacuterios pontos do trecho monitorado

337 Viga Benkelman

Foi realizado o ensaio de determinaccedilatildeo das deflexotildees pela viga Benkelman seguindo a

norma DNIT ME 1332010 O ensaio foi realizado com a utilizaccedilatildeo de caminhatildeo de eixo

traseiro simples de rodas duplas com uma carga de aproximadamente 8200kg sobre o eixo

traseiro e pressatildeo de inflaccedilatildeo dos pneus de aproximadamente 055 MPa

Foram realizados os levantamentos em todas as estacas que compotildeem a extensatildeo do

trecho sendo que as distancias entre as estacas eram de 20 em 20 metros Assim no trecho da

Avenida Roraima que tem uma extensatildeo de 240 metros foram 13 estacas (estaca 0 a 12) jaacute

os outros dois trechos com extensatildeo de 300 metros foram medidas as deflexotildees em 15

estacas (estaca 1 a 15)

Na faixa externa de todos os trechos experimentais por se tratar da faixa mais

carregada foi realizado o levantamento com bacia completa nas distacircncias de 0cm 125cm

25cm 40cm 60cm 80cm 100cm 120cm 140cm 160cm 180cm 200cm 220cm 240cm

260cm 280cm e 300cm Na faixa interna foram realizados os levantamentos apenas nas

distacircncias 0cm 25cm e 300cm para obtenccedilatildeo apenas das deflexotildees maacuteximas e os raios de

curvatura de cada uma das estacas

Aleacutem da coleta das leituras das deflexotildees do pavimento foram realizadas tambeacutem as

leituras das temperaturas do pavimento em cada um dos pontos avaliados para uma posterior

correccedilatildeo das deflexotildees encontradas em funccedilatildeo da temperatura do pavimento Tais correccedilotildees

foram realizadas empregando o fator de correccedilatildeo da temperatura apresentado na Equaccedilatildeo 35

retirada do aacutebaco do DER-SP (2006) por Ribas (2014) Foi multiplicado cada valor de cada

distacircncia de deflexatildeo anotada em campo por esse fator encontrando assim a deflexatildeo em

cada ponto para uma temperatura de referecircncia de 25ordmC

(Equaccedilatildeo 35)

1)25(1000

1

tHc

Ft

129

Onde Ft= Fator de correccedilatildeo da temperatura

Hc = espessura do pavimento (cm)

t = temperatura do pavimento no momento do ensaio (ordmC)

Eacute possiacutevel se fazer o controle tecnoloacutegico construtivo das camadas do pavimento com

a medida de deflexatildeo Quando o ensaio eacute realizado nas camadas subjacentes agrave camada do

revestimento eacute pode se verificar a necessidade ou natildeo de uma melhor compactaccedilatildeo de uma

das camadas jaacute na camada do revestimento serve para verificar a necessidade de um reforccedilo

do pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso apresente deflexotildees muito

elevadas

O primeiro levantamento na Avenida Roraima foi realizado no dia 30112012 antes

da execuccedilatildeo do recapeamento asfaacuteltico os demais levantamentos foram realizados 1 mecircs 6

meses 13 meses 20 meses 23 meses e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Os

procedimento durante os levantamentos estatildeo representados na Figura 337

(a) Realizaccedilatildeo do ensaio de VB (b) Deslocamento do Caminhatildeo

(c) Mediccedilatildeo da temperatura da pista (d) Coleta dos dados de deflexatildeo

Continua

130

(e) Coleta de dados das deflexotildees (f) Exibiccedilatildeo da leitura de deflexatildeo

Figura 337 Etapas de obtenccedilatildeo das deflexotildees por Viga Benkelman

Na Avenida Heacutelvio Basso o primeiro levantamento foi realizado no dia 01032012 na

camada de base do pavimento antes da colocaccedilatildeo do revestimento asfaacuteltico apenas para

obtenccedilatildeo das deflexotildees maacuteximas no trecho O primeiro ensaio de Viga Benkelman no

revestimento asfaacuteltico foi realizado antes da liberaccedilatildeo do traacutefego no dia 16052013 os

demais ensaios foram realizados nos periacuteodos de 1 mecircs 7 meses 14 meses 17 meses e 21

meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis a camada superior de revestimento foi realizada no dia 11 de

julho de 2014 e a liberaccedilatildeo do traacutefego foi no dia 15072014 O primeiro levantamento foi

realizado no dia 14 de agosto de 2014 1 mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego ainda foi realizado

ensaios com Viga Benkelman 3 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

338 Falling Weight Deflectometer ndash FWD

Foi realizada tambeacutem a determinaccedilatildeo das deflexotildees utilizando o deflectocircmetro de

impacto tipo Falling Weight Deflectometer - FWD seguindo especificaccedilatildeo indicada pela

norma DNER PRO 2731996 Foi utilizado equipamento de marca Kuab da empresa Pavesys

mostrado na Figura 338 e em todos os trechos monitorados foram realizadas nas mesmas

estacas onde foram feitos os ensaios com Viga Benkelman As bacias de deflexatildeo com este

equipamento ocorreram nas distacircncia de 0cm 20cm 30cm 45cm 60cm 90cm e 120cm por

sensores localizados nestas distacircncias como pode ser visto na Figura 338 (b)

131

(a) Equipamento FWD (b) Ceacutelula de carga e sensores

Figura 338 Equipamento para obtenccedilatildeo de deflexotildees por FWD marca Kuab

O levantamento com FWD ocorre atraveacutes da queda de um conjunto de massas

usualmente calibrado com uma carga de aproximadamente 4100kgf causando a propagaccedilatildeo

de uma energia de deslocamento nas camadas do pavimento Esta energia eacute captada por

sensores posicionados nestas distacircncias mencionadas e assim se obteacutem as deflexotildees tiacutepicas do

pavimento no momento do ensaio

Este ensaio foi realizado no dia 21 de janeiro de 2013 somente na Avenida Roraima

aproximadamente 2 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego e no dia 02 de fevereiro de 2014 nas

Avenidas Roraima (14 meses) e Heacutelvio Basso (9 meses) Jaacute nos dias 13102014 e 18022015

realizaram-se estes levantamentos nos trecircs trechos monitorados sendo 23 e 27 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Roraima 17 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 3 e 7

meses no Trevo dos Quarteacuteis Assim como no ensaio realizado com a Viga Benkelman a

coleta dos dados realizada com o FWD possibilita verificar se a camada do revestimento

necessita ou natildeo de um reforccedilo no pavimento que pode estar com sua vida uacutetil excedida caso

apresente deflexotildees muito elevadas

339 Moacutedulos de Resiliecircncia por Retroanaacutelise

Com os valores de deflexatildeo tanto da Viga Benkelman quanto do FWD jaacute corrigidos

para a temperatura de 25ordmC fez-se uso do software BAKFAA (2013) para realizaccedilatildeo da

132

retroanaacutelise das bacias de deformaccedilatildeo para estimar os Moacutedulos de Resiliecircncia (MR) das

camadas que compotildeem cada trecho monitorado

O software admite apenas bacias de no maacuteximo 7 pontos de distacircncias de leituras em

uma uacutenica estaca como nos ensaios realizados com Viga Benkelman eacute possiacutevel a coleta de

ateacute 17 leituras de deflexotildees nas distacircncias citadas no Item 341 para cada estaca Nas bacias

com mais de 7 leituras coletadas foram escolhidos apenas os 7 primeiros pontos de forma a

bem representar a bacia de deflexotildees uma vez que estes pontos tem uma maior

representatividade nos valores de moacutedulo de resiliecircncia das camadas do pavimento

Como o software esta calibrado para um carregamento utilizado no ensaio de FWD

onde a carga eacute aplicada em apenas uma aacuterea foi necessaacuterio realizar tambeacutem uma adequaccedilatildeo

da aacuterea de contato pneu pavimento no ensaio de Viga Benkelman Essa adequaccedilatildeo foi feita

atraveacutes do caacutelculo da aacuterea equivalente de aplicaccedilatildeo de carga passando de duas aacutereas de

contato real (duas rodas) para uma aacuterea de contato equivalente de um ciacuterculo como no caso

da aacuterea de contato do FWD

Com os valores de deflexotildees corrigidos as espessuras das camadas os coeficiente de

Poisson adotados de cada uma das camadas e a carga equivalente bem como o raio de contato

equivalente jaacute calculados foram inseridos no software e realizadas as retroanaacutelises atraveacutes da

interface do programa como apresentado na Figura 339

Figura 339 Exemplo de retroanaacutelise no software BAKFAA

133

Os coeficientes de Poisson utilizados nessa pesquisa foi 030 para materiais asfaacutelticos

a 25ordmC tendo como referecircncia Specht (2004) Segundo Medina e Motta (2015) para materiais

granulares eacute indicado coeficiente de Poisson igual a 035 para solos argilosos como esta no

subleito dos trechos eacute indicado coeficiente de Poisson de 045

O programa apresenta a curva obtida em campo e uma curva teoacuterica de deflexatildeo

gerada pelo programa bem como os valores de MR estimados de cada camada Este

procedimento busca o melhor ajuste da curva encontrada no programa com a curva

encontrada no levantamento de campo

Para isso eacute variado os valores de moacutedulos previstos tentando reduzir ao maacuteximo o

valor do erro meacutedio quadraacutetico (RMS) correspondente ao ajuste das duas curvas (teoacuterica e de

campo) Quando o valor do erro ficava o mais baixo possiacutevel eram salvos os valores de MR

encontrados no BAKFAA

Com os valores de MR de cada camada referente a cada levantamento realizou-se um

tratamento estatiacutestico onde se obteve a meacutedia dos valores de MR e o desvio padratildeo Para

definir o valor a ser considerado optou-se por utilizar um intervalo de aceitaccedilatildeo atraveacutes da

Equaccedilatildeo 36 de maneira semelhante ao DNER PRO 0111979 Como o nuacutemero de amostras eacute

de 13 para Avenida Roraima e 15 tanto para a Avenida Heacutelvio Basso quanto para o Trevo dos

Quarteacuteis em cada levantamento a DNER PRO 0111979 indica a utilizaccedilatildeo de z = 25 poreacutem

para ter uma maior confiabilidade nos dados utilizou-se z = 20

Equaccedilatildeo 36

Onde

= Meacutedia dos n valores de Moacutedulo de Resiliecircncia da camada

z = Coeficiente de majoraccedilatildeo e minoraccedilatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero de amostras

ζ = Desvio padratildeo

Os valores que ficavam fora desse intervalo de aceitaccedilatildeo eram retirados e

recalculavam-se os valores da meacutedia e do desvio padratildeo e mais uma vez era verificado o

intervalo de aceitaccedilatildeo ateacute que natildeo houvesse mais valores fora deste intervalo e assim era

obtido o valor da meacutedia dos MR de cada camada em cada levantamento

zxIntervalo

x

134

4 APRESENTACcedilAtildeO E ANAacuteLISE DOS RESULTADOS

Neste capitulo estatildeo apresentados analisados e discutidos os resultados dos

procedimentos de monitoramento dos trechos estudados bem como dos modelos empiacutericos de

previsatildeo de desempenho de cada um dos paracircmetros avaliados Estatildeo apresentadas tambeacutem

comparaccedilotildees dos modelos encontrados neste estudo com os modelos de previsatildeo de

desempenho apresentados na literatura para avaliar o comportamento das estruturas que foram

monitoradas durante esta pesquisa

Os modelos gerados nesta pesquisa tem seu espaccedilo de inferecircncia bem definido Foram

obtidos para as condiccedilotildees climaacuteticas da regiatildeo materiais utilizados na construccedilatildeo das

camadas dos trechos e traacutefego que solicitou cada trecho Por se tratar de trechos onde a

solicitaccedilatildeo foi feita basicamente por veiacuteculos leves e comerciais com baixa capacidade de

carga os nuacutemeros de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo foram razoavelmente baixos

necessitando assim de um periacuteodo maior de monitoramento

Assim todos os modelos apresentados nesta pesquisa devem ser utilizados em

intervalos restritos ao nuacutemero de solicitaccedilatildeo (N) encontrados no uacuteltimo ensaio realizado em

cada paracircmetro Qualquer extrapolaccedilatildeo pode apresentar valores improacuteprios ao esperado para

o paracircmetro que se busca obter a previsatildeo do desempenho do pavimento

Todas as anaacutelises dos paracircmetros foram feitas em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes ao eixo padratildeo sendo calculado o FEC conforme recomendaccedilotildees da AASHTO

pelo fato dos modelos utilizados para comparaccedilatildeo na literatura apresentarem tambeacutem seus

modelos segundo a AASHTO Poreacutem calculou-se tambeacutem a solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo

padratildeo segundo as recomendaccedilotildees da USACE no caacutelculo do FEC por ser a forma caacutelculo

utilizada no Brasil encontrando assim a correlaccedilatildeo entre os dois meacutetodos para os trechos

monitorados o que pode ser verificado na Tabela 41 Os caacutelculos dos FECs pelas

metodologias da AASHTO e USACE utilizaram as formulaccedilotildees indicadas pelo Manual de

Traacutefego do DNIT (2006)

Aleacutem disso satildeo mostrados no decorrer da pesquisa os modelos de previsatildeo de

desempenho para cada paracircmetro analisado calculados tanto pelo N da AASHTO quanto pelo

da USACE a fim de facilitar a utilizaccedilatildeo dos modelos e natildeo haver necessidade de

transformaccedilatildeo de um meacutetodo para outro

136

Tabela 41 Nuacutemero de solicitaccedilotildees e relaccedilatildeo entre meacutetodos de caacutelculo

2013 357E+05 513E+05 144

2014 361E+05 510E+05 141

2013 512E+05 866E+05 169

2014 593E+05 990E+05 167

Trevo dos Quarteacuteis 2014 547E+05 118E+06 217

Roraima

Heacutelvio Basso

Trecho MonitoradoPeriodo Contagem

(ano)NAASHTO NUSACE

41 MACROTEXTURA

Um paracircmetro que foi analisado durante o monitoramento dos trechos foi o

desempenho da macrotextura do pavimento agrave medida que era solicitado A partir dos dados

obtidos com os levantamentos realizados nos trechos monitorados desde o primeiro mecircs apoacutes

a abertura ao traacutefego e com o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo para cada

trecho foi possiacutevel compilar os dados apresentados na Tabela 42 com valores de meacutedia

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo da profundidade de macrotextura para cada um dos

trechos nos periacuteodos de monitoramento

Tabela 42 Valores de Macrotextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 057 007 1204 064 050

6 179E+05 257E+05 040 003 833 043 037

13 388E+05 557E+05 044 006 1286 049 038

19 569E+05 812E+05 042 008 1834 050 034

25 749E+05 107E+06 047 003 547 050 045

1 435E+04 736E+04 035 006 1565 041 030

7 299E+05 505E+05 030 005 1563 035 025

13 638E+05 107E+06 029 001 451 031 028

19 934E+05 157E+06 030 004 1239 034 026

1 464E+04 101E+05 068 011 1613 079 057

6 274E+05 594E+05 048 005 1021 053 043

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Roraima

Heacutelvio

Basso

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Macrotextura

Meacutedia (mm)

Desvio Padratildeo

(mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)NUSACE

Verifica-se na Tabela 42 que os valores de desvio padratildeo mostraram-se relativamente

baixos poreacutem alguns valores de coeficiente da variaccedilatildeo foram um pouco altos como o obtido

137

no ensaio realizado no 19ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego da Avenida Roraima Esse valor

pode ter dado alto devido a variaccedilotildees de macrotextura entre os pontos de leitura ao longo do

trecho ou seja alguns pontos podem ter um desgaste na superfiacutecie do pavimento diferente de

outros causando variaccedilatildeo nos valores de macrotextura entre os pontos da pista Com os dados

da Tabela 42 confeccionou-se o graacutefico mostrado na Figura 42 e assim analisar o

comportamento da macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo de forma mais eficaz

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Pro

fun

did

ad

e d

a M

acr

ote

xtu

ra (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo dos

Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

textura muito fina

textura meacutedia

textura fina

textura grossa

Figura 41 Comportamento da Macrotextura ao longo do tempo

Nos graacuteficos da Figura 41 satildeo apresentadas as macrotexturas dos trechos monitorados

da Avenida Roraima Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis O pavimento da Avenida Roraima

obteve a classificaccedilatildeo de textura meacutedia no intervalo entre 041 e 080 mm o que indica que o

pavimento teraacute bom escoamento de aacutegua O uacutenico valor que ficou fora deste intervalo de

classificaccedilatildeo foi o ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego poreacutem bastante

proacuteximo desta classificaccedilatildeo podendo ser ateacute mesmo classificado nesta textura uma vez que o

intervalo entre a meacutedia mais o desvio padratildeo estaacute dentro desta classificaccedilatildeo

Observou-se ainda que ocorreu um aumento no valor da macrotextura no ultimo

ensaio da Avenida Roraima isso pode ter ocorrido devido ao aparecimento de trincas

interligadas de fadiga com severidade alta (com esborcinamento nas juntas das trincas) como

56801061710628 7213

AASHTOAASHTORNNMA

Rsup2 = 071

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHBNNMA

Rsup2 = 095

138

seraacute comprovado no item 46 o que causou uma descontinuidade na superfiacutecie do pavimento

e por consequecircncia um aumento na macrotextura

A Avenida Heacutelvio Basso teve seus valores de Macrotextura na faixa entre 021 e 040

o que classifica o pavimento como tendo uma textura fina dificultando assim o escoamento

da aacutegua em periacuteodos chuvosos causando inseguranccedila ao usuaacuterio A macrotextura deste trecho

pode ter se apresentado baixa devido ao arranjo granulomeacutetrico da mistura e do grau de

compactaccedilatildeo mais alto em relaccedilatildeo aos outros dois trechos causando assim um fechamento

maior dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Foram mostrados tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho da macrotextura

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo

padratildeo calculados pelos meacutetodos da AASHTO Como foram realizados apenas dois

levantamentos no Trevo dos Quarteacuteis uma vez que o trecho teve sua liberaccedilatildeo ao traacutefego a

pouco tempo natildeo foi realizado um modelo de previsatildeo de desempenho para este paracircmetro

neste trecho monitorado sendo realizada apenas uma observaccedilatildeo do comportamento da

macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo

Observa-se que houve uma reduccedilatildeo no valor da macrotextura agrave medida que o

pavimento foi solicitado no Trevo dos Quarteacuteis o que tambeacutem aconteceu nos outros dois

trechos monitorados Isso acontece devido ao preenchimento dos vazios existentes na

superfiacutecie do pavimento com sujeiras e ateacute mesmo borracha dos pneus dos veiacuteculos Esta

reduccedilatildeo ocorre principalmente nos periacuteodos iniciais pelo fato de que a primeira leitura foi

realizada logo apoacutes a liberaccedilatildeo da via aos veiacuteculos logo os vazios foram pouco preenchidos e

a macrotextura se apresenta bem mais alta

Vale salientar ainda que o trecho da Avenida Roraima tem velocidade de

deslocamento maacutexima permitida de 50kmh a Avenida Heacutelvio e o Trevo dos Quarteacuteis tem

velocidade maacutexima de deslocamento na via de 60kmh Assim pode-se dizer que todos os

trechos estatildeo de acordo com as indicaccedilotildees de macrotextura uma vez que para trechos com

macrotextura fina eacute indicada velocidades inferiores a 80kmh

Para verificaccedilatildeo da confiabilidade nos modelos de previsatildeo de macrotextura obtidos

ateacute o momento fez-se o graacutefico da Figura 42 onde eacute feita uma correlaccedilatildeo dos valores obtidos

em campo (observados) pelos valores encontrados com os modelos de previsatildeo de

desempenho Quanto mais valores proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

139

020

025

030

035

040

045

050

055

060

065

020 025 030 035 040 045 050 055 060 065

Ma

cro

tex

tura

Ca

lcu

lad

a (

mm

)

Macrotextura Observada (mm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 42 Comparativo entre valores observados e calculados para macrotextura

Verifica-se na Figura 42 que os valores dos modelos estatildeo bem proacuteximos das retas

principalmente para os da Avenida Heacutelvio Basso comprovando que os modelos estatildeo de

acordo com o comportamento visualizado em campo Para corroborar com a confiabilidade

dos modelos de previsatildeo de desempenho foi feito a Tabela 43 onde estaacute em resumo os dois

modelos encontrados para o paracircmetro de macrotextura bem como seus respectivos

coeficientes de determinaccedilatildeo (Rsup2) que mostra em percentagem o quanto o modelo consegue

explicar os valores encontrados durante o ensaio e Erro Padratildeo de Estimativa (p) que avalia

a precisatildeo na unidade de medida do paracircmetro estudado pelo caacutelculo da raiz da soma das

diferenccedilas quadradas dividida pelo nuacutemero de amostras menos dois

Tabela 43 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de macrotextura Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

071 0043

095 0007

071 0043

095 0007

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

AASHTO

USACE56801036510264 7213

USACEUSACER NNMA

56801061710628 7213

AASHTOAASHTOR NNMA

35901036210901 7213

AASHTOAASHTOHB NNMA

35901041110766 7214

USACEUSACEHB NNMA

140

Onde MA = Valor de Macrotextura da superfiacutecie do pavimento (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 apresentados na Tabela 43 satildeo considerados bons comprovando

que o ajustamento dos modelos estaacute de acordo com os valores medidos Pode-se verificar

tambeacutem que os erros padratildeo de estimativa estatildeo bastante baixos mostrando que os valores

encontrados com os modelos estatildeo bem proacuteximos aos valores apresentados em campo Foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 43 para comparaccedilatildeo dos modelos de previsatildeo de

desempenho encontrados para o paracircmetro de macrotextura em funccedilatildeo do nuacutemero equivalente

de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 865E+05 108E+06 130E+06

000

010

020

030

040

050

060

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

Ma

cro

tex

tura

(m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Figura 43 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Macrotextura

141

Os valores da macrotextura encontrados nos modelos para Avenida Heacutelvio Basso

deram bem inferiores aos da Avenida Roraima devido ao arranjo granulomeacutetrico e ao grau de

compactaccedilatildeo que foi um pouco maior na Avenida Heacutelvio Basso causando assim o

fechamento dos vazios na superfiacutecie do pavimento

Os modelos de previsatildeo de desempenho das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo

de acordo com o esperado ao longo do tempo com maior reduccedilatildeo inicial e posteriormente

um periacuteodo em que a macrotextura continua reduzindo de forma menor com valores quase

constantes Poreacutem o modelo da Avenida Roraima tem comportamento adequado somente

para um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo mais baixo mas a elevaccedilatildeo no

valor da macrotextura com o aumento do nuacutemero de solicitaccedilotildees natildeo eacute esperado o motivo

desta elevaccedilatildeo foi devido ao surgimento de fissuras causando o aumento no valor da

macrotextura

42 MICROTEXTURA

Outro paracircmetro assim como a macrotextura que faz uma avaliaccedilatildeo funcional do

pavimento eacute a microtextura que neste estudo foi obtido com o Pecircndulo Britacircnico como

mostrado no item 332 Atraveacutes dos ensaios foram obtidos os valores meacutedios de microtextura

para os trecircs trechos monitorados agrave medida que o trecho era solicitado pelo traacutefego A Tabela

44 mostra os valores meacutedios obtido de microtextura bem como seus respectivos valores de

desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

Tabela 44 Valores de Microtextura nos trechos monitorados nesta pesquisa

1 303E+04 436E+04 8425 428 508 8853 7997

6 179E+05 257E+05 7948 1222 1537 9170 6726

13 388E+05 557E+05 2980 254 853 3234 2726

19 569E+05 812E+05 3248 179 552 3427 3069

25 749E+05 107E+06 3752 208 555 3960 3544

1 435E+04 736E+04 8596 299 348 8895 8297

7 299E+05 505E+05 3532 131 370 3663 3401

13 638E+05 107E+06 3920 387 987 4307 3533

19 934E+05 157E+06 3412 258 755 3670 3154

1 464E+04 101E+05 7340 285 388 7625 7055

6 274E+05 594E+05 3116 091 294 3207 3025

Coef Variaccedilatildeo

()Meacutedia + DP

Trecho

MonitoradoDesvio Padratildeo Meacutedia - DP

Periodo Ensaio

(meses)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

NAASHTO

Microtextura

MeacutediaNUSACE

142

Observou-se na Tabela 44 que os valores de desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo

no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego da Avenida Roraima estatildeo um pouco elevados em

relaccedilatildeo aos outros ensaios no entanto os valores obtidos nos demais ensaios foram bem

baixos mostrando a regularidade de operaccedilatildeo durante os ensaios Com os dados desta tabela

realizou-se a Figura 44 que mostra o desempenho da microtextura em funccedilatildeo do nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo nos trecircs trechos monitorados

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Mic

rote

xtu

ra (

BP

R)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

QuarteacuteisPerigosa

Muito Lisa

Lisa

Mediamente Rugosa

Rugosa

Muito Rugosa

Insuficientemente Rugosa

Figura 44 Comportamento da Microtextura ao longo do tempo

Na Figura 44 eacute possiacutevel verificar uma grande queda no valor da microtextura do

ensaio realizado no 6ordm meses para o ensaio realizado no 13ordm meses apoacutes a liberaccedilatildeo do trafego

na Avenida Roraima Esta queda pode ter ocorrido pelo fato de o agregado ter perdido a

peliacutecula de ligante asfaacuteltico que o cobria passando o mesmo a sofrer desgaste atraveacutes da

solicitaccedilatildeo do traacutefego diminuindo assim sua textura Outra verificaccedilatildeo eacute que a Avenida

Roraima apresentou no ensaio de 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego o menor valor de

microtextura isso pode ter ocorrido pelo fato de o agregado deste trecho ter valores de textura

inferior aos da Avenida Heacutelvio Basso o que foi mostrado no ensaio de AIMS realizados no

CENPES

A mesma queda no valor da microtextura pode ser visualizada tambeacutem para os outros

dois trechos poreacutem esta queda ocorreu em um menor periacuteodo de tempo Apesar da reduccedilatildeo da

72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

Rsup2 = 086

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

Rsup2 = 085

143

microtextura nos trechos da Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis terem ocorrido num

periacuteodo de tempo menor que a da Avenida Roraima o nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do

eixo padratildeo em que ocorreu essa reduccedilatildeo foi bem proacuteximo para os trecircs casos comprovando

assim que o nuacutemero de solicitaccedilotildees tem grande interferecircncia no valor da microtextura

A reduccedilatildeo no valor da microtextura no trecho do Trevo dos Quarteacuteis foi de

aproximadamente 58 passando a microtextura de uma classificaccedilatildeo rugosa para uma

classificaccedilatildeo lisa na Avenida Heacutelvio Basso a reduccedilatildeo foi de 59 chegando a uma

classificaccedilatildeo de microtextura insuficientemente rugosa Jaacute a Avenida Roraima teve a maior

reduccedilatildeo de um ensaio para outro tal reduccedilatildeo foi de 63 quando a microtextura no terceiro

ensaio foi classificada como muito lisa no penuacuteltimo e no ultimo ensaio passou a ter uma

classificaccedilatildeo de microtextura lisa

Assim como no paracircmetro de macrotextura foi realizado o graacutefico da Figura 45 onde

eacute verificada a confiabilidade dos modelos de previsatildeo de microtextura obtidos para os dois

trechos monitorados com a correlaccedilatildeo dos valores obtidos em campo (observados) pelos

valores encontrados com os modelos de previsatildeo de desempenho Quanto mais valores

proacuteximos da reta maior a confiabilidade do modelo

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Mic

rote

xtu

ra C

alc

ula

da

(B

PR

)

Microtextura Observada (BPR)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 45 Comparativo entre valores observados e valores calculados para microtextura

144

Verifica-se na Figura 45 que os valores obtidos com o modelo de previsatildeo de

desempenho de microtextura para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo bem coerentes

em relaccedilatildeo aos valores obtidos em campo Desta forma a confiabilidade nos modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados para este paracircmetro nos dois trechos monitorados eacute alta

Mostra-se na Tabela 45 resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

para a microtextura e os valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p) para cada modelo

Quanto maior o valor de Rsup2 e menor o valor de p maior a confiabilidade do modelo

Tabela 45 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (BPR)

086 1140

085 1192

086 1141

085 1183USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

AASHTO72971019210831 4210

AASHTOAASHTOR NNMI

85881081110351 4210

AASHTOAASHTOHB NNMI

75971053110918 4211

USACEUSACER NNMI

02891008110804 4211

USACEUSACEHB NNMI

Onde MI = Valor de Microtextura da superfiacutecie do pavimento (BPR)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (BPR)

Os valores de Rsup2 mostraram-se alto comprovando que o ajustamento dos modelos

condiz com os valores obtidos em campo poreacutem os valores de p apresentaram-se elevados

uma vez que se obtiveram valores de microtextura proacuteximos a 30 durante os ensaios e o p foi

aproximadamente 38 deste valor nas avenidas Roraima e Heacutelvio Basso Assim deve haver

parcimocircnia durante a utilizaccedilatildeo destes modelos todavia serve como balizadores de provaacuteveis

resultados a serem encontrados na via Realizou-se um comparativo entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho para microtextura que estaacute mostrado na Figura 46

145

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)M

icro

tex

tura

(B

PR

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 46 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para Microtextura

A Figura 46 mostra um comportamento bem similar entre os dois modelos de

previsatildeo de desempenho encontrados com uma queda bem acentuada na microtextura nas

primeiras idades e uma pequena estabilidade no valor com o passar do tempo mesmo com o

acuacutemulo de solicitaccedilotildees Poreacutem o modelo da Avenida Roraima natildeo se comportou

adequadamente a partir do nuacutemero acumulado de solicitaccedilatildeo de 60x105 pois se visualiza um

aumento no valor da microtextura o que possivelmente natildeo deveria e pode natildeo se confirmar

nas proacuteximas mediccedilotildees

43 INTERNATIONAL FRICTION INDEX - IFI

O international Friction Index eacute o valor harmonizado do atrito pneu-pavimento que

possibilita maior seguranccedila em manobras de curvas e frenagem dos veiacuteculos Os valores de

IFI foram obtidos pela combinaccedilatildeo dos valores de Macrotextura e Microtextura utilizando

tais valores nas formulas contidas na norma ASTM E 19601998 sendo que o ensaios de

Macro textura e Microtextura devem ser realizados na mesma data e local somente assim eacute

146

possiacutevel o a combinaccedilatildeo dos valores e a obtenccedilatildeo do IFI Para o trecho monitorado da

Avenida Roraima realizou-se a confecccedilatildeo do graacutefico apresentado na Figura 47 onde eacute

apresentado o comportamento dos valores de atrito em cada um dos periacuteodos de ensaio em

funccedilatildeo da velocidade de deslocamento do veiacuteculo

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

13 meses

19 meses

25 meses

Figura 47 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Roraima

Pode-se verificar no graacutefico da Figura 47 que agrave medida que a velocidade aumenta o

atrito pneu pavimento reduz poreacutem no ensaio realizado no 6ordm mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

essa reduccedilatildeo ocorre de maneira mais significativa Este fato ocorre pelo fato de o valor de

macrotextura ser o menor encontrado nesta data em todos os ensaios uma vez que a

macrotextura eacute responsaacutevel pela aderecircncia pneu-pavimento nas velocidades meacutedias e altas

Verifica-se tambeacutem que com o passar do tempo e com o acuacutemulo de solicitaccedilotildees no

pavimento houve uma reduccedilatildeo nos valores de IFI para uma mesma velocidade como jaacute era

de se esperar mas a partir do 13ordm mecircs de solicitaccedilotildees os valores se mantiveram quase

constantes para uma mesma velocidade Isso ocorreu devido agrave estabilizaccedilatildeo e constacircncia nos

valores principalmente de macrotextura Encontrou-se tambeacutem os modelos de IFI para

AASHTO (Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma

147

velocidade de 60 kmh uma vez que essa eacute a velocidade padratildeo da norma ASTM E

19601998 utilizada no calculo do IFI

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 099

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 099

Para Avenida Heacutelvio Basso obtiveram-se os graacuteficos da Figura 48 tambeacutem pela

combinaccedilatildeo de Macrotextura e Microtextura obtidos nos ensaios realizados no trecho

monitorado em suas respectivas datas A figura mostra ainda o modelo de previsatildeo de

desempenho de IFI encontrado para este trecho estudado

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

7 meses

13 meses

19 meses

Figura 48 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade na Avenida Heacutelvio Basso

Visualiza-se na Figura 48 que haacute uma reduccedilatildeo significativa nos valores do IFI em

todos os periacuteodos de monitoramento com o aumento das baixas velocidades por exemplo

quando aumentada a velocidade de 20 kmh para 40 kmh haacute uma reduccedilatildeo no valor de atrito

de ateacute 60 no ensaio realizado 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Isso ocorreu justamente

148

pelo fato de este trecho ter apresentado os menores valores de macrotextura classificada

como fina e assim reduzindo excessivamente o valor de IFI com o aumento da velocidade

Nota-se ainda que a uma velocidade de 100 kmh os valores de atrito em praticamente

todos os periacuteodos de monitoramento satildeo bem proacuteximos de zero o que eacute extremamente

inseguro para o usuaacuterio da via Encontrou-se ainda os modelos de IFI para AASHTO

(Equaccedilatildeo 41) e para USACE ( Equaccedilatildeo 42) para veiacuteculos que se deslocam a uma velocidade

de 60 kmh

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI (Equaccedilatildeo 41)

R2 = 089

18003210279 7214

USACEUSACER NNIFI (Equaccedilatildeo 42)

R2 = 089

No Trevo dos Quarteacuteis a combinaccedilatildeo dos dados de macrotextura e microtextura

obtidos nos ensaios realizados no primeiro e no sexto mecircs apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deu

origem aos dois graacuteficos apresentados na Figura 49 Para este trecho natildeo foi desenvolvido

modelo de previsatildeo de desempenho para o IFI pelo curto periacuteodo de tempo para coleta de

dados e seria prematura a realizaccedilatildeo de um modelo com apenas dois levantamentos de dados

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

0 20 40 60 80 100 120

IFI

Velocidade de deslocamento (kmh)

1 mecircs

6 meses

Figura 49 Comportamento do atrito em funccedilatildeo da velocidade no Trevo dos Quarteacuteis

149

Apesar do curto periacuteodo de tempo decorrido desde o iniacutecio da utilizaccedilatildeo da via ateacute a

realizaccedilatildeo do ultimo levantamento eacute possiacutevel verificar no graacutefico da Figura 49 que houve

uma reduccedilatildeo bastante significativa nos valores de atrito para uma mesma velocidade Neste

caso esta reduccedilatildeo pode ter ocorrido principalmente pela reduccedilatildeo da microtextura que foi de

58 ocasionando assim a reduccedilatildeo no valor do IFI Foi montada a Tabela 46 que apresenta o

valor de erro padratildeo de estimativa que quanto menor o valor mais confiaacutevel eacute o modelo para

o trecho monitorado

Tabela 46 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p

099 0009

089 0018

099 0009

089 0018

Avenida Heacutelvio Basso

Modelo de Previsatildeo de DesempenhoTrecho Monitorado

Avenida RoraimaAASHTO

USACEAvenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

3401098810628 7213

AASHTOAASHTOR NNIFI

1801038310602 7213

AASHTOAASHTOHB NNIFI

3401031610244 7213

USACEUSACER NNIFI

1801003210279 7214

USACEUSACEHB NNIFI

Onde IFI = Valor harmonizado de atrito para veiacuteculos deslocando-se agrave 60kmh

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

Verificou-se na Tabela 46 que os valores de p satildeo baixos confirmando a

confiabilidade dos modelos mostrados Aleacutem da Tabela 46 fez-se o graacutefico da Figura 410

para verificar o ajuste dos modelos encontrados visualizando se os pontos estatildeo proacuteximos ou

natildeo da reta de igualdade quanto mais proacuteximos da reta estiverem os pontos maior a

confiabilidade do modelo

Observando a Figura 410 nota-se que os pontos ficaram bastante proacuteximos a linha o

que mostra que a coerecircncia entre os valores calculados pela correlaccedilatildeo entre a Macrotextura e

a Microtextura e os valores calculados pelos modelos

150

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000 005 010 015 020 025 030 035 040

IFI

Ca

lcu

lad

o p

elo

Mo

del

o (

60

km

h)

IFI Calculado pela Macrotextura e Microtextura (60kmh)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 410 Comparativo entre valores observados e valores calculados para IFI

Fez-se tambeacutem uma comparaccedilatildeo entre os modelos de IFI das Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso confeccionando o graacutefico do IFI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que estaacute mostrado na Figura 411

000E+00 216E+05 433E+05 649E+05 866E+05 108E+06 130E+06

000

005

010

015

020

025

030

035

040

000E+00 150E+05 300E+05 450E+05 600E+05 750E+05 900E+05

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NUSACE)

IFI

(60

km

h)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 411 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IFI nesta pesquisa

151

Ambos os modelos de previsatildeo apresentaram uma queda nos valores de IFI com o

acuacutemulo do nuacutemero de solicitaccedilotildees o que condiz com o que apresentou os resultados obtidos

pelos levantamentos Poreacutem a reduccedilatildeo mostrada pelo modelo da Avenida Heacutelvio Basso foi

mais acentuada devido ao comportamento da macrotextura que teve o menor valor entre os

trecircs trechos monitorados Aleacutem disso o valor de IFI na Avenida Roraima aumenta a partir de

um determinado nuacutemero de solicitaccedilotildees este aumento ocorre devido principalmente aos

valores da macrotextura que aumentou devido ao surgimento de trincas

44 INTERNATIONAL ROUGHNESS INDEX ndash IRI

O iacutendice de irregularidade longitudinal (IRI) informa o quatildeo desnivelado estaacute o

pavimento o que causa desconforto ao usuaacuterio ao trafegar pela via sendo mais um dos

paracircmetros funcionais analisado neste trabalho Os valores de IRI foram obtidos neste estudo

com o perfilocircmetro a laser nos periacuteodos de 14 22 e 27 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego da

Avenida Roraima nos periacuteodos de 9 16 e 21 meses na Avenida Heacutelvio Basso e 2 e 7 meses

no Trevo dos Quarteacuteis Com os valores medidos de irregularidade sendo agrupados de 10 em

10 metros foi possiacutevel fazer os graacuteficos das Figuras 412 413 e 414 que mostra a

irregularidade meacutedia dos pavimentos ao longo dos trechos da Avenida Roraima Avenida

Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis respectivamente

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 412 IRI da Avenida Roraima ao longo do trecho monitorado

152

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 413 IRI da Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho monitorado

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

IRI

(mk

m)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 414 IRI do Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho monitorado

153

Analisando as trecircs figuras eacute possiacutevel verificar que a menor irregularidade foi

observada no trecho do Trevo dos Quarteacuteis Quando observados os graacuteficos da Figura 412

verifica-se que as maiores irregularidades estatildeo no iniacutecio do trecho o que pode ser explicado

pela existecircncia de uma emenda da mistura asfaacuteltica colocada no trecho e ser um ponto onde

existe uma intersecccedilatildeo com uma rotatoacuteria com diferentes pontos de solicitaccedilotildees provocando

irregularidades Por isto foi retirado o primeiro ponto dos levantamentos realizados na

Avenida Roraima para realizaccedilatildeo da anaacutelise e obtenccedilatildeo dos modelos para este paracircmetro uma

vez que este ponto natildeo representa de forma correta a realidade da irregularidade longitudinal

existente no trecho monitorado

Com os valores meacutedios de irregularidade desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo de

cada trecho monitorado bem como com os valores de solicitaccedilotildees equivalente do eixo padratildeo

fez-se a Tabela 47 com esses valores e seus respectivos limites de aceitaccedilatildeo

Tabela 47 Valores meacutedios de IRI nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 216 087 4012 303 129

22 628E+05 898E+05 217 079 3655 296 137

27 809E+05 115E+06 217 062 2839 279 155

9 391E+05 661E+05 227 091 4008 318 136

16 786E+05 132E+06 212 084 3969 296 128

21 103E+06 173E+06 250 093 3733 343 157

2 913E+04 198E+05 162 048 2976 210 114

7 319E+05 691E+05 180 040 2240 220 140

Desvio Padratildeo

(mkm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mkm)

Meacutedia - DP

(mkm)NUSACENAASHTO

IRI Meacutedio

(mkm)

Trevo dos

Quarteacuteis

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)

Os valores de coeficiente de variaccedilatildeo dos ensaios mostraram-se elevados sendo que a

Avenida Heacutelvio Basso apresentou na meacutedia os maiores valores devido a maior irregularidade

longitudinal ao longo do trecho Poreacutem de forma geral os valores meacutedios de IRI das

Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso estatildeo baixos sendo os trechos classificados no conceito

bom segundo o Manual de Restauraccedilatildeo do DNIT (2006) com valores meacutedios entre 212 e

250 mkm jaacute no Trevo dos Quarteacuteis a classificaccedilatildeo do IRI foi excelente devido a adequada

execuccedilatildeo do revestimento quanto a este aspecto natildeo apresentando assim irregularidades

Todavia apesar de ter uma classificaccedilatildeo de IRI bom nas Avenidas Roraima e Heacutelvio

Basso em ambas as Avenidas houve pontos onde o valor do IRI apresentou-se acima de

46mkm onde a classificaccedilatildeo eacute peacutessima Com os dados da Tabela 47 fizeram-se os graacuteficos

154

da Figura 415 que mostra a evoluccedilatildeo da irregularidade nos trecircs trechos monitorados agrave medida

que era solicitado

000

050

100

150

200

250

300

350

400

450

500

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Meacutedia

Roraima

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Meacutedia Heacutelvio

Basso

Meacutedia plusmn DP

Heacutelvio Basso

Meacutedia Trevo

dos Quarteacuteis

Meacutedia plusmn DP

Trevo dos

Quarteacuteis

Figura 415 Comportamento do IRI ao longo do tempo

A Figura 415 apresenta um comportamento caracteriacutestico dos valores de IRI

mostrados tambeacutem em outras literaturas com o aumento de seus valores agrave medida que o

pavimento eacute solicitado Isso ocorre pelo fato de que o pavimento passa a se degradar causando

irregularidades cada vez maiores com formaccedilatildeo de buracos e escorregamento de massa

asfaacuteltica como ocorreu na Avenida Roraima

O uacutenico ponto em que houve uma reduccedilatildeo nos valores meacutedios de IRI foi no ensaio

realizado aos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso onde a

solicitaccedilatildeo equivalente ao eixo padratildeo acumulada de 76x105 pelo meacutetodo da AASHTO

Entretanto essa reduccedilatildeo estaacute dentro da margem de aceitaccedilatildeo dos valores o que significa que o

agrupamento dos valores que ocorre de 10 em 10 metros pode ter feito com que houvesse essa

reduccedilatildeo logo foi considerado que agrave medida que o pavimento foi solicitado o mesmo

aumentou sua irregularidade longitudinal

A Figura 415 mostra ainda os modelos de previsatildeo de desempenho obtidos apenas

para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso em relaccedilatildeo ao N calculados pelo criteacuterio da

15210262 8

AASHTOR NIRI

Rsup2 = 099

08210912 7

AASHTOHB NIRI

Rsup2 = 024

155

AASHTO uma vez que foram realizados poucos ensaios no Trevo dos Quarteacuteis e natildeo seria

significativo o modelo encontrado Com tais modelos calcularam-se os valores para os

nuacutemeros de solicitaccedilotildees nas datas das avaliaccedilotildees realizadas e comparou-se com os valores

medidos gerando o graacutefico da Figura 416

200

215

230

245

260

275

290

200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300

IRI

Ca

lcu

lad

o (

mk

m)

IRI Observado (mkm)

Roraima

Heacutelvio Basso

Figura 416 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados para IRI

Analisando a Figura 416 eacute possiacutevel verificar que o modelo obtido para a Avenida

Roraima apresenta valores coincidentes com os obtidos em campo enquanto o modelo

encontrado para a Avenida Heacutelvio Basso tem certa dispersatildeo Todavia os valores estatildeo bem

proacuteximos da linha de igualdade o que significa que os modelos de previsatildeo de desempenho

representam de forma adequada os resultados encontrados durante os ensaios

A Tabela 48 mostra resumidamente os modelos de previsatildeo de desempenho para o

paracircmetro de irregularidade longitudinal encontrado para os trechos da Avenida Roraima e da

Avenida Heacutelvio Basso com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro Padratildeo de Estimativa (p)

156

Tabela 48 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IRI Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mkm)

099 0004

024 0237

099 0003

024 0237USACE

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

AASHTO08210912 7

AASHTOHB NIRI

15210262 8

AASHTOR NIRI

08210741 7

USACEHB NIRI

15210601 8

USACER NIRI

Onde IRI = irregularidade longitudinal do pavimento (mkm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mkm)

Verifica-se na Tabela 48 que os valores de erro padratildeo de estimativa (p) encontrados

para os modelos de ambos os trechos satildeo baixos comprovando que os valores calculados com

os modelos condizem com os obtidos em campo Apesar de o modelo de previsatildeo de

desempenho da Avenida Heacutelvio Basso mostrar um valor de Rsup2 baixo este modelo representou

satisfatoriamente o obtido em campo Este valor de Rsup2 baixo eacute devido agrave reduccedilatildeo no valor

meacutedio do IRI no segundo ensaio fazendo com que houvesse uma variaccedilatildeo maior entre o valor

do modelo e o do campo

Fez-se uma comparaccedilatildeo entre os dois modelos de desempenho para IRI encontrados

neste estudo com os modelos encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002)

mostram o comportamento do IRI em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo

padratildeo mostrado na Figura 417

Atraveacutes da observaccedilatildeo da Figura 417 pode-se dizer que tanto os modelos encontrados

para a Avenida Roraima como para a Avenida Heacutelvio Basso estatildeo de acordo com os

encontrados por Marcon (2004) e seguem um mesmo comportamento Aumento de IRI agrave

medida que o pavimento eacute solicitado No modelo de Basiacutelio (2002) existe uma reduccedilatildeo no

valor do IRI agrave medida que o pavimento eacute solicitado o que fica em desacordo com os

encontrados neste estudo e por Marcon (2004)

157

000

050

100

150

200

250

300

350

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

IRI

(mk

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 417 Modelos de desempenho deste estudo comparados com a literatura para IRI

O modelo da Avenida Roraima apresentou valores quase constantes com um aumento

nos valores de IRI bastante baixos agrave medida que a pavimento eacute solicitado Jaacute o modelo da

Avenida Heacutelvio Basso mostra uma taxa maior no valor do IRI quase que na mesma

proporccedilatildeo do modelo encontrado por Marcon (2004) Poreacutem como os valores meacutedios de IRI

em ambos os trechos mostram-se abaixo de 30 mkm natildeo haacute necessidade de uma intervenccedilatildeo

em todo o trecho havendo essa necessidade apenas em alguns ―pontos (trechos de 10

metros) que apresentam defeitos principalmente na Avenida Roraima que provocam maior

interferecircncia neste paracircmetro

45 AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA - ATR

O paracircmetro de afundamento em trilha de roda eacute um dos paracircmetros mais importantes

para a seguranccedila dos usuaacuterios das vias uma vez que com o surgimento da deformaccedilatildeo

permanente haacute a possibilidade de ocorrer o acuacutemulo de aacutegua na pista nestes pontos Os limites

de afundamento em trilha de roda dependem da largura e declividade da pista e quanto maior

a largura da pista maior deve ser a declividade e menor a profundidade admissiacutevel da trilha de

roda Poreacutem para o Manual de Restauraccedilatildeo de Pavimentos Asfaacutelticos do DNIT (2006)

158

afundamentos a partir de 13mm criam condiccedilotildees para que ocorra o armazenamento de aacutegua

suficiente para potencial hidroplanagem

Realizaram-se medidas com treliccedila para obtenccedilatildeo de ATR na Avenida Roraima nos

periacuteodos de 1 6 e 13 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego e na Avenida Heacutelvio Basso nos

periacuteodos de 1 e 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Natildeo foi mais realizado levantamento com

treliccedila a partir do momento que passou a ser feito com perfilocircmetro laser concomitantemente

com os ensaios de irregularidade longitudinal nos trechos monitorados As Figuras 418 419

e 420 mostram os pontos de ATR atraveacutes da meacutedia dos afundamentos a cada 10 metros com

perfilocircmetro laser ou seja de 10 em 10 metros era realizado a meacutedia dos ATRs e apresentado

o ponto dos trechos da Avenida Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis

respectivamente

Na Avenida Roraima os ensaios de ATR a laser foram realizados nos meses de 14 22

e 27 apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego na Avenida Heacutelvio Basso foram realizados os levantamentos

nos meses de 9 16 e 21 apoacutes a liberaccedilatildeo de traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis 2 e 7 meses apoacutes

o transito ser liberado para uso da via

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

14 meses

22 meses

27 meses

Figura 418 ATR na Avenida Roraima ao longo do trecho

159

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

9 meses

16 meses

21 meses

Figura 419 ATR na Avenida Heacutelvio Basso ao longo do trecho

00

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 50 100 150 200 250 300 350

AT

R (

mm

)

Distacircncia (m)

2 meses

7 meses

Figura 420 ATR no Trevo dos Quarteacuteis ao longo do trecho

Eacute possiacutevel visualizar na Figura 418 que os valores de ATR na Avenida Roraima natildeo

sofreram grandes alteraccedilotildees ao longo tempo isso pode ter ocorrido pelo fato que a estrutura

estaacute bem consolidada jaacute que eacute recapeamento e que a mistura asfaacuteltica apresenta boa

estabilidade frente agrave accedilatildeo do traacutefego causando assim uma baixa variaccedilatildeo no valor de ATR Jaacute

na Figura 419 observa-se um comportamento inesperado na aquisiccedilatildeo dos valores de ATR

160

onde no primeiro ensaio os valores mostraram-se maiores que os obtidos nos ensaios

posteriores natildeo encontrando assim uma explicaccedilatildeo teacutecnica para este acontecimento

Na Figura 420 eacute mostrado um aumento significativo da deformaccedilatildeo permanente 2

meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego em relaccedilatildeo ao ensaio realizado 7 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao

traacutefego Este aumento pode ter ocorrido devido a natildeo compactaccedilatildeo adequada da mistura

asfaacuteltica em campo uma vez que os valores de grau de compactaccedilatildeo pelas normas NBR

155732012 e DNIT-ME 1171994 foram 88 e 91 respectivamente

Outra observaccedilatildeo que pode ser mencionada visualizando as trecircs figuras eacute que ateacute o

momento natildeo haacute nenhum ponto da pista nos trechos monitorados em que o ATR eacute maior que

13mm o que faz com que natildeo haja necessidade de intervenccedilotildees nos trechos por conta deste

paracircmetro A partir dos dados obtidos nos levantamentos com treliccedila e perfilocircmetro a laser

construiu-se as Tabela 49 e Tabela 410 respectivamente onde satildeo apresentados os valores

meacutedios de afundamento em trilha de roda desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como

as faixas de aceitaccedilatildeo em cada um dos ensaios e trechos monitorados

Tabela 49 Valores meacutedios de ATR com treliccedila nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 000 000 000 000 000

6 179E+05 257E+05 011 029 26441 040 000

13 388E+05 557E+05 019 038 19987 058 000

1 435E+04 736E+04 015 023 15012 038 000

7 299E+05 505E+05 064 078 12269 142 000

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Heacutelvio

Basso

Desvio Padratildeo

(mm)

Roraima

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

ATR Meacutedio

(mm)

Tabela 410 Valores meacutedios de ATR com perfilocircmetro laser nos trechos monitorados

14 418E+05 600E+05 069 076 11035 145 000

22 628E+05 898E+05 070 068 9643 138 002

27 809E+05 115E+06 125 064 5109 189 061

9 391E+05 661E+05 498 144 2896 642 354

17 786E+05 132E+06 306 133 4353 439 173

21 103E+06 173E+06 363 129 3546 492 234

2 913E+04 198E+05 258 136 5292 394 121

7 319E+05 691E+05 390 058 1482 448 333

Desvio Padratildeo

(mm)

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

ATR Meacutedio

(mm)NUSACE

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia + DP

(mm)

Meacutedia - DP

(mm)

Roraima

Heacutelvio

Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Verifica-se na Tabela 49 que os valores de desvio padratildeo nos trechos monitorados

apresentaram-se extremamente elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos consequentemente os valores de coeficiente de variaccedilatildeo foram altos Estes

161

valores chegaram a estes patamares devido a valores baixos e equipamento impreciso para

este niacutevel de medida

Jaacute na Tabela 410 verifica-se que os valores de desvio padratildeo para o trecho da Avenida

Roraima ainda mostraram-se elevados em comparaccedilatildeo com os valores meacutedios obtidos nos

levantamentos a varias idades Estes valores foram altos devido a existecircncia de defeitos em

alguns pontos que originaram valores altos de ATR e como na meacutedia o trecho apresentou

baixos valores de ATR estes pontos provocaram a discrepacircncia no de desvio padratildeo e no

coeficiente de variaccedilatildeo

Com os dados das Tabelas 49 e 410 confeccionaram-se os graacuteficos da Figura 421

que apresentam o desenvolvimento do ATR nos trecircs trechos monitorados em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees acumulado equivalentes ao eixo padratildeo ao qual cada um dos trechos

foi submetido ateacute a data de cada levantamento Eacute apresentado tambeacutem na Figura 421 o

modelo de previsatildeo de desempenho dos ensaios com perfilocircmetro laser da Avenida Roraima

com seu valor de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) Natildeo seraacute apresentado modelo de previsatildeo

de desempenho para o trecho do Trevo dos Quarteacuteis uma vez que foram realizados apenas

dois levantamentos neste trecho

Jaacute na Avenida Heacutelvio Basso natildeo foi feito o modelo de previsatildeo de desempenho visto

que foi desconsiderado o ensaio de 9 meses pela incoerecircncia no desenvolvimento do ATR agrave

medida que o pavimento era solicitado Desta forma o modelo de previsatildeo de desempenho

natildeo representaria adequadamente o desenvolvimento do ATR no pavimento

-100

000

100

200

300

400

500

600

700

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Perfilocircmetro Laser

Roraima Treliccedila

Meacutedia plusmn DP

Roraima

Heacutelvio Basso

Perfilocircmetro Laser

Heacutelvio Basso

Treliccedila

Meacutedia plusmn DP Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Perfilocircmetro Laser

Meacutedia plusmn DP Trevo

dos Quarteacuteis

Figura 421 Comportamento do ATR ao longo do tempo

012010411 6

AASHTOR NATR

Rsup2 = 073

162

Avaliando o comportamento dos ATRs mostrados nos graacuteficos da Figura 421 eacute

possiacutevel dizer que os trechos da Avenida Roraima e Trevo dos Quarteacuteis estatildeo ateacute o momento

com um comportamento esperado de aumento no valor de ATR agrave medida que o pavimento eacute

solicitado Em contrapartida o comportamento do ATR da Avenida Heacutelvio Basso eacute

inesperado justamente pelo valor meacutedio de ATR encontrado no primeiro levantamento a laser

que mostrou um valor superior aos outros dois levantamentos

Para comparar os valores encontrados em campo com os obtidos no modelo de

previsatildeo de desempenho para Avenida Roraima e verificar se o modelo estaacute representando

adequadamente o comportamento do ATR no trecho fez-se o graacutefico da Figura 422 que

relaciona tais valores Quanto mais proacuteximo da reta de 45ordm estiverem os pontos mais os

resultados encontrados no modelo condizem com os obtidos em campo

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

000 020 040 060 080 100 120 140 160 180 200

AT

R C

alc

ula

do (

mm

)

ATR Observado (mm)

Roraima

Figura 422 Comparativo entre valores observados e valores calculados para ATR

Eacute possiacutevel verificar na Figura 422 que o modelo encontrado para a Avenida Roraima

estaacute representando adequadamente os valores conseguidos nos ensaios de campo uma vez

que estatildeo bem proacuteximos da reta de 45ordm Aleacutem da Figura 422 que verifica a coerecircncia entre os

valores encontrados no modelo e os resultados encontrados em campo foi confeccionada a

Tabela 411 que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho para os ensaios realizados

163

com perfilocircmetro laser com seus respectivos valores de coeficiente de determinaccedilatildeo (Rsup2) e

erro padratildeo de estimativa (p)

Tabela 411 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de ATR Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (mm)

AASHTO 073 0240

USACE 072 0240Avenida Roraima

Trecho Monitorado Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Roraima 012010411 6

AASHTORNATR

003010949 7

USACERNATR

Onde ATR = Afundamento em Trilha de Roda (mm)

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (mm)

Os valores de Rsup2 e p mostrados na Tabela 411 comprovam que os modelos de

previsatildeo de desempenho estatildeo representando de forma adequada os valores medidos uma vez

que os valores de Rsup2 deram altos e p relativamente baixos Com os modelos de ATR jaacute

definidos verificaram-se quais os modelos da literatura mais se aproximaram a este estudo

tanto no que diz respeito agrave caracteriacutestica dos trechos como tambeacutem o comportamento dos

modelos Assim foi possiacutevel produzir os graacuteficos da Figura 423 que comparam os modelos de

previsatildeo de desempenho para ATR encontrados neste estudo com os existentes na literatura

Observa-se na Figura 423 que o modelo da Avenida Roraima mostra um

comportamento com menores valores de ATR poreacutem com maior taxa de variaccedilatildeo do ATR em

relaccedilatildeo aos demais modelos de previsatildeo de desempenho usados na comparaccedilatildeo Estes valores

inferiores encontrados na Avenida Roraima podem ter ocorrido devido agrave pequena espessura

da mistura asfaacuteltica nova colocada no trecho e pela consolidaccedilatildeo jaacute existente no trecho uma

vez que se trata de um trecho antigo fazendo com que natildeo ocorresse uma deformaccedilatildeo mais

acentuada na mesma obtendo valores de ATR baixos Jaacute o aumento mais proeminente do

ATR agrave medida que o pavimento eacute solicitado pode ter ocorrido devido ao alto teor de ligante

asfaacuteltico utilizado na mistura que foi 615 causando assim uma instabilidade na mistura e

aumento mais acelerado da deformaccedilatildeo permanente

164

000

050

100

150

200

250

300

350

400

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

AT

R (

mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Vitorello (2008)

Figura 423 Modelo encontrado comparado com a literatura para ATR

46 IacuteNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL ndash IGG TRINCAMENTO

A utilizaccedilatildeo de forma segura e eficaz com estabilidade e conforto das vias onde os

usuaacuterios deslocam-se diariamente de um local para outro seja transportando mercadorias ou

indo para o trabalho passa por bom estado de conservaccedilatildeo das estruturas viaacuterias com

quantidades baixas de defeitos e irregularidades nos pavimentos Uma das formas de ponderar

as condiccedilotildees dos pavimentos eacute atraveacutes da avaliaccedilatildeo visual com apontamento dos defeitos que

o pavimento apresenta e posteriormente o caacutelculo do Iacutendice de Gravidade Global

Aleacutem do IGG que cada pavimento apresentou em cada levantamento este estudo

calculou ainda a evoluccedilatildeo percentual de aacuterea trincada que o pavimento passou a ter agrave medida

que foi solicitado Tais dados foram colocados na Tabela 412 que mostra os valores de IGG e

percentagem de aacuterea trincada bem como os periacuteodos de ensaio e o nuacutemero de solicitaccedilotildees

acumuladas equivalente ao eixo padratildeo de 82tf em cada mediccedilatildeo Ao mesmo tempo com

estes dados foram montados os graacuteficos da Figura 424

165

Tabela 412 Valores de IGG e Trincamento nos trechos monitorados

1 303E+04 436E+04 182 017

6 179E+05 257E+05 2370 372

13 388E+05 557E+05 4539 777

19 569E+05 812E+05 4810 853

25 749E+05 107E+06 5323 1698

1 435E+04 736E+04 000 000

7 299E+05 505E+05 1130 000

13 638E+05 107E+06 641 000

19 934E+05 157E+06 1108 002

1 464E+04 101E+05 496 000

6 274E+05 594E+05 916 083

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Trecho

Monitorado

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO IGG

Aacuterea

Trincada NUSACE

-05

25

55

85

115

145

175

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima IGG

Heacutelvio Basso IGG

Trevo dos Quarteacuteis IGG

-05

15

35

55

75

95

00

100

200

300

400

500

600

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Iin

dic

e d

e G

rav

idad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (N)

Roraima Aacuterea Trincada

Heacutelvio Basso Aacuterea Trincada

Trevo dos Quarteacuteis Aacuterea Trincada

Figura 424 Comportamento do IGG e da Aacuterea Trincada ao longo do tempo

93710936 5

AASHTOR NIGG

Rsup2 = 087

95210888 6

AASHTOHB NIGG

Rsup2 = 043

60010102 5

AASHTOR NTRI

Rsup2 = 093

166

Observando a Figura 424 eacute possiacutevel verificar que na Avenida Roraima houve um

aumento maior no valor do IGG nos periacuteodos iniciais justamente pelo aparecimento das

trincas isoladas passando de um IGG classificado como bom para regular segundo a norma

do DNIT PRO 0062003 em um periacuteodo de um ano permanecendo com esta classificaccedilatildeo ateacute

o momento O aumento significativo no valor de IGG logo no primeiro ano de uso do trecho

pelo traacutefego foi devido ao surgimento e evoluccedilatildeo das fissuras do tipo FC-I para FC-III e

como a avaliaccedilatildeo da qualidade do pavimento atraveacutes do IGG leva em consideraccedilatildeo o fator de

ponderaccedilatildeo de cada defeito enquanto tais fissura natildeo evoluiacuterem para um buraco por

exemplo o valor do IGG natildeo sofreraacute grandes alteraccedilotildees

Jaacute a aacuterea trincada teve um crescimento maior nos periacuteodos chuvosos entre os meses

de junho e dezembro de 2013 e junho de 2014 e janeiro de 2015 ensaios de 6 agrave 13 e 19 agrave 25

meses respectivamente Nestes periacuteodos o aumento da aacuterea trincada foi respectivamente de

52 e 50 Na Avenida Heacutelvio Basso a variaccedilatildeo no valor do IGG ocorreu principalmente

em funccedilatildeo do valor de ATR uma vez que os defeitos do tipo trincamento soacute surgiram

aproximadamente 19 meses apoacutes a liberaccedilatildeo ao traacutefego Logo a classificaccedilatildeo do IGG da via

ateacute o momento eacute de estado oacutetimo segundo a norma do DNIT PRO 0062003

Observa-se tambeacutem na Figura 424 que o IGG bem como o percentual de aacuterea

trincada na Avenida Roraima eacute bem superior aos outros dois trechos Esse valor superior deve

ter ocorrido por se tratar de um trecho onde foi colocada uma camada asfaacuteltica nova sobre

outra camada asfaacuteltica antiga com alto grau de degradaccedilatildeo sem nenhum tratamento anti-

reflexatildeo de trincas fazendo com que houvesse o surgimento prematuro de trincas na

superfiacutecie do pavimento novo da Avenida Roraima o que natildeo aconteceu nos outros dois

trechos monitorados que satildeo de implantaccedilatildeo

Na Figura 424 eacute possiacutevel verificar tambeacutem os modelos de previsatildeo de desempenho

para o IGG encontrado para a Avenida Roraima e Avenida Heacutelvio Basso Foi feito tambeacutem o

modelo de previsatildeo de desempenho para a percentagem de aacuterea trincada apenas para a

Avenida Roraima jaacute que na Avenida Heacutelvio Basso esta no iniacutecio de trincamento aos 19 meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do trecho ao traacutefego e no Trevo dos Quarteacuteis foram realizados apenas dois

levantamentos de defeitos

Para verificar o quatildeo representativo estatildeo sendo os modelos encontrados foi

confeccionada a Figura 425 que compara os valores encontrados durante os ensaios para IGG

e aacuterea trincada com os valores calculados para IGG e aacuterea trincada

167

00 20 40 60 80 100 120 140 160 180

00

20

40

60

80

100

120

140

160

180

00

100

200

300

400

500

600

700

00 100 200 300 400 500 600 700

Aacuterea Trincada Observada ()

Aacutere

a T

rin

cad

a C

alc

ula

da (

)

IGG

Ca

lcu

lad

o

IGG Observado

Heacutelvio Basso IGG Roraima IGG Roraima Aacuterea Trincada

Figura 425 Comparaccedilatildeo entre valores observados e calculados para IGG e Aacuterea Trincada

Observando a Figura 425 verifica-se que os modelos de previsatildeo de desempenho para

os trechos monitorados representa bem as expectativas previstas para os trechos em relaccedilatildeo

aos dois paracircmetros estudados neste item Aleacutem da Figura 425 fez-se tambeacutem a Tabela 413

que mostra os modelos de previsatildeo de desempenho do IGG para as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso e o modelo para Avenida Roraima para o paracircmetro de percentagem de aacuterea

trincada do trecho Tal tabela apresenta tambeacutem os valores de coeficiente de determinaccedilatildeo e

erro padratildeo de estimativa para cada modelo encontrado

Tabela 413 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de IGG e Aacuterea Trincada Rsup2 e

p

Meacutetodo Rsup2 p

087 1383

093 158

043 696

087 1367

093 167

043 695Avenida Heacutelvio Basso

Trecho Monitorado

AASHTO

USACEAvenida Roraima

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Avenida Heacutelvio Basso

Avenida Roraima93710936 5

AASHTORNIGG

60010102 5

AASHTORNTRI

95210888 6

AASHTOHBNIGG

77710874 5

USACERNIGG

63010471 5

USACERNTRI

92210315 6

USACEHBNIGG

168

Onde IGG = Iacutendice de Gravidade Global do trecho analisado

TRI = Percentagem de Aacuterea Trincada ()

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa

A Tabela 413 confirma que os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

simulam de forma satisfatoacuteria as expectativas de comportamento esperados nos trechos

monitorados Os valores de Rsup2 mostraram-se relativamente altos para os modelos encontrados

para Avenida Roraima e valor mediano para o modelo da Avenida Heacutelvio Basso poreacutem

satisfatoacuterio para confiabilidade no modelo

Jaacute os valores de p para os modelos de IGG ficaram um pouco elevados podendo

interferir na classificaccedilatildeo de um pavimento que estaacute oacutetimo ou bom onde a faixa de

classificaccedilatildeo eacute pequena No entanto nas classificaccedilotildees mais importantes de um pavimento

rodoviaacuterio que satildeo as classificaccedilotildees onde o pavimento jaacute deveria sofrer alguma intervenccedilatildeo

devido ao niacutevel de deterioraccedilatildeo os modelos poderatildeo mostrar-se coerentes com o que iraacute

acontecer com o pavimento uma vez que a faixa de classificaccedilatildeo eacute maior reduzindo a

possibilidade de erros de enquadramento

O valor de erro padratildeo de estimativa para o modelo de percentagem de aacuterea trincada

encontrado para Avenida Roraima apresentou-se baixo aprovando a confianccedila na utilizaccedilatildeo

de tal modelo que representou bem os valores observados no trecho para cada um dos

levantamentos realizados Com a confirmaccedilatildeo da possibilidade de utilizaccedilatildeo dos modelos

realizaram-se os graacuteficos da Figura 426 que mostra os modelos encontrados nos trechos

estudados e aqueles apresentados na literatura

169

00

40

80

120

160

200

240

00

100

200

300

400

500

600

700

800

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Aacutere

a T

rin

cad

a (

)

Ind

ice

de

Gra

vid

ad

e G

lob

al

(IG

G)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima IGG Heacutelvio Basso IGG Marcon (2004) IGG

Roraima Aacuterea Trincada Basilio (2002) Aacuterea Trincada

Figura 426 Comparaccedilatildeo entre os modelos encontrados para IGG e Aacuterea Trincada

Na Figura 426 verifica-se que o modelo de previsatildeo de desempenho para o IGG da

Avenida Heacutelvio Basso estaacute de acordo com o esperado em comparaccedilatildeo com o encontrado por

Marcon (2004) poreacutem o modelo da Avenida Roraima exibiu uma taxa de aumento no valor

do IGG muito acentuada devido agrave caracteriacutestica da via e fatores que aceleraram o surgimento

dos defeitos Jaacute o modelo de previsatildeo de desempenho para percentagem de aacuterea trincada da

Avenida Roraima teve um comportamento bem semelhante ao observado por Basiacutelio (2002)

com valores um pouco superiores tambeacutem devido aos mesmos fatores jaacute mencionados

47 DEFLEXAtildeO

Para os modelos de deflexatildeo utilizaram-se os dados obtidos atraveacutes dos ensaios

realizados com Viga Benkelman e FWD nos periacuteodos descritos nos itens 337 e 338 Com

estes dados foi possiacutevel obter os valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima desvio padratildeo e

170

coeficiente de variaccedilatildeo em cada um dos periacuteodos de levantamentos Realizou-se tambeacutem o

caacutelculo dos valores de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo (N) em cada periacuteodo do ensaio e assim foi

encontrada uma faixa de aceitaccedilatildeo dos valores de deflexatildeo atraveacutes da meacutedia mais o desvio

padratildeo e a meacutedia menos o desvio padratildeo Os valores encontrados para a Avenida Roraima nos

ensaios realizados com a Viga Benkelman e FWD estatildeo apresentados na Tabela 414

Tabela 414 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 8173 2305 2820 10478 5868

1 303E+04 436E+04 7866 1880 2390 9746 5986

6 179E+05 257E+05 9252 1962 2121 11214 7290

13 388E+05 557E+05 9062 2475 2731 11537 6587

20 598E+05 854E+05 7152 1512 2114 8664 5640

23 688E+05 981E+05 7068 1651 2336 8719 5417

27 809E+05 115E+06 7138 1095 1534 8233 6043

2 597E+04 858E+04 6762 1853 2740 8615 4909

14 418E+05 600E+05 5166 1209 2340 6375 3958

23 688E+05 981E+05 4859 945 1944 5804 3914

27 809E+05 115E+06 4941 121 2453 6152 3729

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Viga

Benkelman

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

A partir dos dados da Tabela 414 foi possiacutevel a confecccedilatildeo dos graacuteficos apresentados

na Figura 427 onde estaacute demostrado o comportamento da deflexatildeo em funccedilatildeo do nuacutemero

equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo Estatildeo apresentados ainda os modelos de previsatildeo

de desempenho encontrados para a deflexatildeo maacutexima com Viga Benkelman e FWD

Recomenda-se a utilizaccedilatildeo de tais modelos para um traacutefego de ateacute 809x105 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo que eacute o traacutefego que solicitou o trecho monitorado ateacute o ultimo

ensaio acima deste traacutefego pode-se encontrar resultados improacuteprios com o esperado

Eacute possiacutevel observar na Figura 427 que haacute uma grande variaccedilatildeo na faixa de aceitaccedilatildeo

dos resultados principalmente para o ensaio realizado com Viga Benkelman ou seja o desvio

padratildeo das leituras realizadas se apresentou relativamente alto como pode ser visualizado na

Tabela 414 Isso ocorreu pelo fato de se tratar de um trecho onde foi executada uma

restauraccedilatildeo sem qualquer cuidado em realizar uma fresagem ou ateacute mesmo uma operaccedilatildeo tapa

buracos adequada antes da colocaccedilatildeo da nova camada de revestimento asfaacuteltico causando

variaccedilotildees altas entre cada ponto de ensaio

171

0 5 10 15 20 25 30 35

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)D

efle

xatilde

o D

0(1

0 ˉ

sup2mm

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 427 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Avenida Roraima

Observa-se ainda que ateacute o momento do uacuteltimo levantamento houve uma reduccedilatildeo no

valor de deflexatildeo em relaccedilatildeo ao primeiro ensaio isso aconteceu nos ensaios realizados com os

dois equipamentos comprovando assim que houve uma reduccedilatildeo nos valores de deflexatildeo Essa

reduccedilatildeo pode ter ocorrido por um enrijecimento da estrutura agrave medida que o pavimento foi

solicitado principalmente pelo enrijecimento da mistura asfaacuteltica que sofre oxidaccedilatildeo ao longo

do tempo deixando a camada menos susceptiacutevel a deformaccedilotildees

Poreacutem para melhor conclusatildeo sobre o comportamento deste pavimento frente agrave

solicitaccedilatildeo do traacutefego se faz necessaacuterio um periacuteodo de observaccedilotildees mais longo jaacute que a

literatura mostra que com o passar do tempo a tendecircncia eacute ocorrer um aumento nas deflexotildees

Natildeo se pode afirmar tambeacutem que essa reduccedilatildeo eacute um indicativo de melhora na qualidade da

estrutura do trecho pois pelo fato de os valores de desvio padratildeo no ensaio com Viga

Benkelman estarem na ordem de 20 deacutecimos de miliacutemetro esta reduccedilatildeo no valor de deflexatildeo

estaacute dentro desta faixa de desvio padratildeo podendo ateacute mesmo natildeo ser considerada como uma

reduccedilatildeo real nos valores de deflexatildeo

Jaacute a Tabela 415 apresenta os valores obtidos nos ensaios com FWD e Viga

Benkelman na Avenida Heacutelvio Basso tambeacutem com os paracircmetros de deflexatildeo maacutexima meacutedia

das leituras desvio padratildeo e coeficiente de variaccedilatildeo bem como os dados dos nuacutemeros de

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 065

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

Rsup2 = 10

172

solicitaccedilotildees em cada periacuteodo de levantamento Com os dados da Tabela 415 realizaram-se os

graacuteficos apresentados na Figura 428 com seus respectivos modelos de previsatildeo de

desempenho para os ensaios realizados com FWD e Viga Benkelman

Tabela 415 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD na Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 5686 1365 2401 7051 4321

1 435E+04 736E+04 7223 658 910 7881 6565

7 299E+05 505E+05 5023 539 1074 5562 4483

14 736E+05 124E+06 6965 977 1402 7942 5989

17 835E+05 140E+06 5722 465 813 6187 5257

21 103E+06 173E+06 4332 616 1421 4948 3717

9 391E+05 661E+05 3727 332 892 4059 3394

17 835E+05 140E+06 4669 319 683 4988 4350

21 103E+06 173E+06 3519 295 840 3815 3224

NUSACE

Viga

Benkelman

FWD

Periodo Ensaio

(meses)NAASHTO

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)

0 5 10 15 20 25

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 428 Deflexotildees medidas Viga Benkelman e FWD para Avenida Heacutelvio Basso

Assim como para Avenida Roraima os modelos para este trecho tem um limite de

utilizaccedilatildeo recomendado para o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 103x106 e como o

modelo para o FWD foi obtido com dados de apenas trecircs ensaios sendo que o primeiro foi

realizado nove meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego deve-se ter cautela ao utilizaacute-lo

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 025

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFW D NNDEF

Rsup2 = 10

173

Observa-se nos graacuteficos da Figura 428 que haacute uma variaccedilatildeo nos valores das

deflexotildees com uma queda nos valores de deflexatildeo principalmente nos ensaios realizados

com a Viga Benkelman a partir dos 16 meses apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego Esta reduccedilatildeo nos

valores ocorre por um aumento na rigidez das camadas que compotildeem o pavimento passando

a dar uma maior resistecircncia ao deslocamento quando solicitado pelo traacutefego

No Trevo dos Quarteacuteis realizaram-se os mesmos procedimentos que nos trechos

apresentados anteriormente com os dados obtidos com Viga Benkelman e FWD encontrando-

se os valores apresentados na Tabela 416 Esta tabela deu origem aos graacuteficos mostrados na

Figura 429 com o modelo apenas dos ensaios com Viga Benkelman uma vez que foram

feitos apenas dois levantamentos deflectomeacutetricos com o FWD natildeo sendo significativo para a

apresentaccedilatildeo de um modelo de previsatildeo de desempenho

Tabela 416 Valores de deflexatildeo de Viga Benkelman e FWD no Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 5807 904 1557 6712 4903

3 136E+05 295E+05 7016 766 1092 7782 6251

7 319E+05 691E+05 5334 894 1676 6228 4440

3 136E+05 295E+05 5870 539 918 6409 5331

7 319E+05 691E+05 4213 379 900 4593 3834

Viga

Benkelman

FWD

NAASHTO

Periodo Ensaio

(meses)

Deflexatildeo Meacutedia

(10macrsup2mm)

Desvio Padratildeo

(10macrsup2mm)

Coef Variaccedilatildeo

()

Meacutedia+DP

(10macrsup2mm)

Meacutedia-DP

(10macrsup2mm)NUSACE

0 2 4 6 8 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Periacuteodo de ensaio (meses)

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Deflexatildeo

Meacutedia VB

Meacutedia plusmn DP

VB

Deflexatildeo

Meacutedia FWD

Media plusmn DP

FWD

Figura 429 Deflexotildees medidas com Viga Benkelman e FWD para Trevo dos Quarteacuteis

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

Rsup2 = 10

174

Da mesma forma que nos outros dois trechos monitorados houve uma reduccedilatildeo nos

valores de deflexatildeo agrave medida que a estrutura foi solicitada poreacutem neste caso a reduccedilatildeo pode

ter ocorrido devido a um periacuteodo de consolidaccedilatildeo da estrutura do pavimento Nos

levantamentos realizados tanto com a Viga Benkelman quanto com o FWD esta reduccedilatildeo foi

bastante significativa se comparado o ensaio realizado nos periacuteodos de trecircs e sete meses apoacutes

a liberaccedilatildeo do traacutefego

Para o modelo encontrado referente aos levantamentos com a Viga Benkelman eacute

recomendado utilizar um nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo natildeo superior a

319x105 neste modelo uma vez que o tempo de monitoramento desta via foi curto para coleta

de mais dados e por consequecircncia para ter um modelo de previsatildeo de desempenho mais

preciso

Apoacutes a apresentaccedilatildeo e anaacutelise dos valores de deflexatildeo maacutexima encontrados nos trecircs

trechos monitorados vale mencionar neste momento que em todos os casos os valores

meacutedios de deflexatildeo encontrados com FWD foram menores que os valores meacutedios encontrados

com Viga Benkelman Estes valores mostraram-se menores devido a maior precisatildeo na

obtenccedilatildeo dos dados com FWD uma vez que quando realizado o ensaio com Viga Benkelman

sempre haacute um momento durante o procedimento de posicionamento e preparaccedilatildeo para o

ensaio em que o caminhatildeo inicia um carregamento inadequado para a obtenccedilatildeo dos dados

pegando assim aleacutem da deformaccedilatildeo elaacutestica uma parcela viscosa da deformaccedilatildeo Jaacute com o

FWD eacute obtido apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas

Para verificar se os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados para cada trecho

estatildeo de acordo com os valores encontrados em campo foi desenvolvido o graacutefico da Figura

430 onde eacute realizado uma comparaccedilatildeo dos valores observados em campo com os valores

calculados atraveacutes dos modelos de previsatildeo de desempenho

Analisando a Figura 430 eacute possiacutevel verificar que a grande maioria dos valores natildeo

estaacute perfeitamente em cima da linha o que significa que os modelos de previsatildeo de

desempenho natildeo satildeo perfeitos poreacutem representam satisfatoriamente o comportamento

encontrado em campo Uma observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo aos modelos

encontrados atraveacutes dos ensaios com FWD que obtiveram valores extremamente proacuteximos

aos valores obtidos em campo posicionando os pontos mostrados na Figura 430 em cima da

linha

175

30

40

50

60

70

80

90

100

30 40 50 60 70 80 90 100

Def

lax

atildeo

Ca

lcu

lad

a (

10

ˉsup2m

m)

Deflexatildeo Observada (10 ˉsup2mm)

Roraima VB

Roraima FWD

Heacutelvio Basso

VB

Heacutelvio Basso

FWD

Trevo dos

Quarteacuteis VB

Figura 430 Comparaccedilatildeo entre valores observados e valores calculados de deflexatildeo

A Tabela 417 mostra resumidamente os modelos encontrados em cada trecho para os

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD com seus respectivos valores de Rsup2 e Erro

Padratildeo de Estimativa (p)

Tabela 417 Resumo dos modelos de previsatildeo de desempenho de deflexatildeo Rsup2 e p

Meacutetodo Rsup2 p (10macrsup2mm)

065 596

10 010

025 1078

10 107

10 020

065 594

10 007

024 1079

10 018

10 010

AASHTO

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

USACE

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

Viga Benkelman

FWD

Viga Benkelman

FWD

Trecho Monitorado

Avenida Roraima

Avenida Heacutelvio

Basso

Trevo dos Quarteacuteis

Modelo de Previsatildeo de Desempenho

Viga Benkelman

54711089610145 5211

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

67601006210143 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

38111073110231 4210

AASHTOAASHTOFWD NNDEF

57461086210328 4210

AASHTOAASHTOVB NNDEF

81811085210683 5211

USACEUSACEVB NNDEF

56711082410522 5211

USACEUSACEFWD NNDEF

57461032110771 4210

USACEUSACEVB NNDEF

87811098310377 5211

AASHTOAASHTOVB NNDEF

16121004110434 4211

USACEUSACEFWD NNDEF

70601021110111 5211

USACEUSACEVB NNDEF

Onde DEFVB = deflexatildeo maacutexima determinada com a Viga Benkelman (10-2

mm)

DEFFWD = deflexatildeo maacutexima determinada com o FWD (10-2

mm)

176

NAASHTO = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da AASHTO

NUSACE = Nuacutemero equivalente de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo de 82 tf acumulado

calculado pelo FEC da USACE

Rsup2 = Coeficiente de determinaccedilatildeo

p = Erro Padratildeo de Estimativa (10-2

mm)

O Erro Padratildeo de Estimativa (p) mostra a variaccedilatildeo que existe entre os valores obtidos

com os ensaios em campo e os valores obtidos com o modelo Assim os valores que chamam

a atenccedilatildeo na Tabela 415 satildeo para o modelo de previsatildeo de desempenho encontrado com Viga

Benkelman para as Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso onde tal variaccedilatildeo foi mais elevada

chegando num p de 1079x10-2

mm para Avenida Heacutelvio Basso

Como grande parte da literatura apresenta modelos de previsatildeo de desempenho onde

os valores de deflexatildeo maacutexima foram obtidos com Viga Benkelman foram confeccionados os

graacuteficos da Figura 431 para os modelos de deflexatildeo maacutexima encontrados com Viga

Benkelman nos trecircs trechos monitorados Fez-se ainda uma comparaccedilatildeo destes modelos com

os encontrados nos estudos de Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) onde eacute mostrado o

comportamento das deflexotildees em funccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

140

150

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Def

lex

atildeo

D0

(10

ˉsup2m

m)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Roraima

Heacutelvio Basso

Trevo dos

Quarteacuteis

Marcon (2004)

Basilio (2002)

Figura 431 Modelos desenvolvidos comparados com os da literatura

177

Observa-se na Figura 431 que o modelo encontrado para Avenida Heacutelvio Basso estaacute

de acordo com os encontrados por Marcon (2004) e Basiacutelio (2002) com resultados bem

proacuteximos Eacute possiacutevel mencionar ainda que o modelo da Avenida Roraima apresentou valores

bem superiores aos demais pelo fato de ser um trecho onde ocorreu uma restauraccedilatildeo de forma

inadequada com espessuras insuficientes como seraacute mostrada no item 49 de anaacutelise

estrutural dos trechos

Como mencionado anteriormente pelo fato de o tempo de monitoramento do Trevo

dos Quarteacuteis ter sido bastante curto seu modelo de previsatildeo de desempenho natildeo apresenta

uma precisatildeo adequada do comportamento estrutural com o passar do tempo o que estaacute bem

em evidecircncia no graacutefico da Figura 431

48 MOacuteDULO DE RESILIEcircNCIA POR RETROANAacuteLISE

Atraveacutes da obtenccedilatildeo das bacias de deflexotildees com Viga Benkelman e FWD na Avenida

Roraima Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis realizou-se o procedimento de

retroanaacutelise para estimativa dos moacutedulos de resiliecircncia em cada camada que compotildee cada

uma das vias Tais moacutedulos foram inferidos com a utilizaccedilatildeo do software BAKFAA e

utilizando os valores das bacias de deflexotildees jaacute corrigidas para uma temperatura de 25ordmC bem

como os valores de coeficiente de Poisson mencionados no item 339 Para obter os valores

de moacutedulo de resiliecircncia de cada uma das camadas do pavimento com a maior precisatildeo

possiacutevel adotou-se como metodologia de parada quando se alcanccedilasse o menor valor

quadraacutetico meacutedio (RMS) possiacutevel apresentado no software em cada uma das bacias

retroanalisadas Para a Avenida Roraima os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia de cada

camada estatildeo apresentados na Tabela 418 e na Figura 432

178

Tabela 418 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Roraima

0 000E+00 000E+00 2390 122 187

1 303E+04 436E+04 4321 1178 52 255

6 179E+05 257E+05 4701 1330 383 62

13 388E+05 557E+05 4307 1023 71 199

20 598E+05 854E+05 4276 1023 81 165

23 688E+05 981E+05 4309 1198 52 211

27 809E+05 115E+06 4102 1013 71 207

2 597E+04 858E+04 2816 913 79 340

14 418E+05 600E+05 3881 1562 100 374

23 688E+05 981E+05 4910 2208 125 295

27 809E+05 115E+06 3580 1390 165 263

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Rev Novo

(MPa)

MR Rev Antigo

(MPa)

MR Base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

MonitoradoNUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Rev Novo VB

Rev Novo FWD

Rev Antigo VB

Rev Antigo FWD

Base VB

Base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 432 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Roraima

Na Figura 432 verifica-se para a camada de revestimento novo uma constacircncia nos

valores de MR nos ensaios realizados com Viga Benkelman Jaacute no ensaio com FWD os

valores de MR sofreram um aumento constante durante os trecircs primeiros levantamentos com

uma queda acentuada no quarto ensaio Esta diferenccedila de comportamento entre os MRs dos

ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD se daacute devido a maior precisatildeo na obtenccedilatildeo

dos dados com o FWD que mede apenas as deformaccedilotildees elaacutesticas do pavimento Tal fato eacute

179

ideal para a obtenccedilatildeo dos valores de deflexatildeo nos ensaios e por conseguinte para o MR das

camadas mostrando assim a evoluccedilatildeo na capacidade do material de deformar absorver essa

energia de deformaccedilatildeo e retornar a posiccedilatildeo inicial o que natildeo aconteceu na retroanaacutelise dos

dados obtidos com Viga Benkelman O aumento nos trecircs primeiros ensaios realizados com

FWD deve ter ocorrido em funccedilatildeo de um possiacutevel acreacutescimo na rigidez da mistura asfaacuteltica

devido ao envelhecimento da mistura A queda no valor do moacutedulo possivelmente ocorreu

pelo aumento da quantidade e severidade dos defeitos reduzindo assim a capacidade

estrutural da mistura

Jaacute a camada antiga de revestimento teve uma queda no valor de MR do ensaio

realizado antes do recapeamento em relaccedilatildeo aos realizados apoacutes o recapeamento e liberaccedilatildeo

ao traacutefego com Viga Benkelman Poreacutem a obtenccedilatildeo dos valores de MR no primeiro

levantamento se deu atraveacutes da meacutedia dos valores de retroanaacutelise de apenas seis bacias de

deflexatildeo o que pode ter alterado os valores reais de MR da camada de revestimento antigo de

todo o trecho mostrando assim valores mais altos para esta camada

Os moacutedulos obtidos para o revestimento antigo com os dados dos ensaios de FWD

mostraram um comportamento semelhante aos conseguidos para o revestimento novo Tal

comportamento pode ser explicado pela hipoacutetese de que como a retroanaacutelise leva em conta

toda a estrutura para realizar as anaacutelises e como o revestimento novo teve o comportamento

de inicialmente aumentar e posteriormente retrair o revestimento antigo seguiu o mesmo

comportamento por ter caracteriacutesticas semelhantes

Observa-se tanto na Tabela 418 como na Figura 432 valores de MR na camada de

Base abaixo do esperado tanto para a retroanaacutelise dos dados de Viga Benkelman como para

os dados de FWD Este valor baixo deve ter ocorrido devido a grande contaminaccedilatildeo por finos

que a camada estava apresentando Foi possiacutevel verificar esta contaminaccedilatildeo pois se realizou a

coleta e avaliaccedilatildeo do material que estava empregado nesta camada Verificou-se ainda valores

relativamente altos de MR para camada de subleito na ordem de 180 MPa Poreacutem Ribas

(2014) encontrou valores semelhantes nas retroanaacutelises realizadas com dados de deflexatildeo

obtidos em rodovias do Rio Grande do Sul

Para a Avenida Heacutelvio Basso os valores meacutedios de moacutedulo de resiliecircncia conseguidos

com retroanaacutelise de cada uma das camadas para as bacias de deflexatildeo obtidas nos ensaios

com Viga Benkelman e FWD estatildeo mostrados na Tabela 419 O comportamento dos

moacutedulos de resiliecircncia com o passar do tempo e agrave medida que o pavimento foi solicitado estatildeo

apresentados na Figura 433

180

Tabela 419 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas da Avenida Heacutelvio Basso

0 000E+00 000E+00 4276 255 501 195

1 435E+04 736E+04 4084 245 365 120

7 299E+05 505E+05 4203 413 621 142

14 736E+05 124E+06 4094 301 614 69

17 835E+05 140E+06 4026 304 398 144

21 103E+06 173E+06 4249 549 463 212

9 391E+05 661E+05 6477 617 603 163

17 835E+05 140E+06 6706 634 399 167

21 103E+06 173E+06 6983 671 587 206

MR Sub base

(MPa)

Viga

Benkelman

FWD

Trecho

Monitorado

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO NUSACE

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000E+00 200E+05 400E+05 600E+05 800E+05 100E+06 120E+06 140E+06

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 433 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD na

Avenida Heacutelvio Basso

Pode-se observar da Figura 433 que haacute uma constacircncia nos valores de moacutedulo de

resiliecircncia em todas as camadas que compotildeem o pavimento com o passar do tempo Essa

constacircncia se daacute devido a uma compactaccedilatildeo adequada nas camadas de solo e granulares

subjacentes ao revestimento Na camada de revestimento a constacircncia nos valores de MR se

daacute devido a um envelhecimento natildeo muito acentuado simultaneamente com o natildeo

181

aparecimento de trincas fazendo com que natildeo aumentasse nem reduzisse os valores nestes

meses de observaccedilatildeo

Observam-se ainda valores de MR condizentes com o encontrado na literatura nos

encontrados no laboratoacuterio e como no estudo realizado por Ribas (2014) tanto na camada de

solo quanto nas camadas granulares e de revestimento asfaacuteltico A coerecircncia dos valores

encontrados nos moacutedulos de resiliecircncia deste trecho com o da literatura se daacute devido a uma

adequada construccedilatildeo de cada uma das camadas com suas respectivas teacutecnicas

Vale salientar ainda que os valores de MR encontrados para o revestimento asfaacuteltico

dos ensaios com FWD mostraram-se aproximadamente 39 maiores do que os encontrados

com Viga Benkelman Este valor maior ocorreu devido a valores de deflexatildeo menores

encontrados no ensaio com FWD

No trevo dos Quarteacuteis os valores meacutedios de MR encontrados para cada camada nos

trecircs ensaios realizados com Viga Benkelman e para os dois ensaios realizados com FWD

estatildeo apresentados na Tabela 420

Tabela 420 Valores de Moacutedulo de Resiliecircncia nas camadas do Trevo dos Quarteacuteis

1 464E+04 101E+05 3064 193 337 285

3 136E+05 295E+05 2786 134 176 252

7 319E+05 691E+05 3304 425 170 195

3 136E+05 295E+05 3093 382 184 221

7 319E+05 691E+05 3200 556 445 285

NUSACETrecho

Monitorado

Viga

Benkelman

FWD

Periacuteodo Ensaio

(meses)NAASHTO

MR Sub base

(MPa)

MR Subleito

(MPa)

MR

Revestimento

MR Base

(MPa)

Uma observaccedilatildeo que deve ser salientada na visualizaccedilatildeo da Tabela 420 eacute com relaccedilatildeo

aos valores de MR obtidos para o subleito relativamente altos para uma camada composta por

uma argila com as caracteriacutesticas apresentadas neste trecho Poreacutem para a realizaccedilatildeo da

retroanaacutelise natildeo foi considerada a camada de reforccedilo do subleito em pedra detonada como

uma camada isolada do subleito ambas foram consideradas como uma camada do sistema

subleito composta pela camada de argila e a pedra detonada colocadas como reforccedilo do

subleito por isso o surgimento de valores mais elevados

Para melhor visualizaccedilatildeo do comportamento dos moacutedulos em cada camada foram

confeccionados os graacuteficos da Figura 434 com os valores de moacutedulo de resiliecircncia em funccedilatildeo

do nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes do eixo padratildeo de 82tf

182

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

000E+00 100E+05 200E+05 300E+05 400E+05

Moacute

du

lo d

e R

esil

iecircn

cia

(M

Pa

)

Nuacutemero de solicitaccedilotildees (NAASHTO)

Revestimento VB

Revestimento FWD

Base VB

Base FWD

Sub base VB

Sub base FWD

Subleito VB

Subleito FWD

Figura 434 Moacutedulo de Resiliecircncia para ensaios realizados com Viga Benkelman e FWD no

Trevo dos Quarteacuteis

O comportamento dos valores de MR de todas as camadas agrave medida que o pavimento

foi solicitado obtidos com Viga Benkelman e FWD mostraram-se constantes ao longo do

tempo Deve ter acontecido esta constacircncia devido ao curto periacuteodo de tempo de

monitoramento do trecho uma vez que foi realizado o ultimo levantamento apenas sete meses

apoacutes a liberaccedilatildeo do traacutefego

Realizando uma comparaccedilatildeo entre os valores de moacutedulo de resiliecircncia encontrados

para os trecircs trechos monitorados observa-se que para os ensaios com Viga Benkelman os

moacutedulos de resiliecircncia para o revestimento novo da Avenida Roraima e o revestimento da

Avenida Heacutelvio Basso resultaram bem semelhantes na ordem de 4300 MPa Acredita-se que

esta semelhanccedila se daacute devido a mistura asfaacuteltica ter sido feita pela mesma empresa em ambos

os trechos com agregados da mesma jazida e com arranjo granulomeacutetrico com caracteriacutesticas

parecidas e ligantes de comportamentos semelhantes Jaacute a mistura asfaacuteltica do Trevo dos

Quarteacuteis obteve um valor de MR na ordem de 3200 MPa que eacute um pouco inferior a dos

outros dois trechos monitorados

Para a camada de base a uacutenica que apresentou valores um pouco inferiores foi a base

em BGS da Avenida Roraima que teve valores em torno de 100 MPa por ser uma camada

183

antiga contaminada por finos os outros dois trechos jaacute mostraram valores na ordem de 300

MPa como na pesquisa de Ribas (2014) Para a camada de subleito as Avenidas Roraima e

Heacutelvio Basso obtiveram valores em torno de 150 MPa o que tambeacutem condiz com o

apresentado em outros estudos Somente o subleito do Trevo dos Quarteacuteis exibiu valores mais

altos justamente por ter sido considerado como um sistema subleito

Realizando a mesma anaacutelise poreacutem agora com os valores de MR obtidos pelos dados

dos ensaios realizados com FWD haacute um disparidade nos valores de MR das camadas de

revestimento asfaacuteltico dos trecircs trechos que apresentam valores mais altos para a Avenida

Heacutelvio Basso na ordem de 6700 MPa medianos para Avenida Roraima 4200 MPa e um

pouco mais baixos no Trevo dos Quarteacuteis em torno de 3200 MPa O uacutenico que se sobressaiu

neste comparativo foram os valores para a Avenida Heacutelvio Basso que foram bem superiores

para os ensaios com FWD do que para os ensaios com Viga Benkelman poreacutem o motivo

desta variaccedilatildeo jaacute foi justificado anteriormente

Os valores de MR nas camadas de base obtidos com os dados de FWD tiveram o

mesmo comportamento que os conseguidos a Viga Benkelman para cada trecho com exceccedilatildeo

do valor para base da Avenida Heacutelvio Basso com valores mais altos na faixa de 630 MPa

Acredita-se que da mesma forma que os valores de MR do revestimento apresentaram valores

mais elevados para os dados obtidos com FWD neste trecho os valores de MR para base

tambeacutem tiveram valores mais altos pelo mesmo motivo Para o subleito o comportamento dos

valores de MR em cada trecho foi o mesmo para os obtidos com Viga Benkelman com

valores em torno de 180 MPa para as Avenida Roraima e Heacutelvio Basso e de 250 MPa para o

Trevo dos Quarteacuteis

49 ANAacuteLISE ESTRUTURAL

Neste item seratildeo apresentadas anaacutelises estruturais dos trecircs trechos monitorados atraveacutes

de anaacutelises mecanicistas com dados obtidos nos ensaios de deflexatildeo com Viga Benkelman

uma vez que foi realizado apenas ensaios com este equipamento no primeiro mecircs de abertura

das vias ao traacutefego Seraacute mostrada ainda uma anaacutelise estrutural da espessura da camada

asfaacuteltica colocada na Avenida Roraima feita com a norma do DNER-PRO 0111979 de

restauraccedilatildeo do pavimento da via existente

184

491 Anaacutelise mecanicista

Para realizaccedilatildeo deste estudo selecionaram-se os valores de moacutedulo de resiliecircncia

obtidos atraveacutes da retroanaacutelise dos dados dos ensaios realizados com Viga Benkelman no

periacuteodo em que cada trecho havia sido utilizado durante um mecircs Foi utilizado como

ferramenta o software AEMCSisPav (2009) com carregamento do eixo padratildeo sendo eixo

simples de rodas duplas com inflaccedilatildeo dos pneus igual a 055MPa e carga de 8200 kg

Foram adotados os mesmos valores de Coeficiente de Poisson utilizados na

retroanaacutelise que foram de 030 para concreto asfaacuteltico segundo Specht (2004) 035 para

camadas granulares e 045 para subleitos de solos segundo Medina e Motta (2015) Com esta

anaacutelise mecanicista realizada com o software obteve-se a deformaccedilatildeo especiacutefica de traccedilatildeo na

fibra inferior do revestimento (t) e a deformaccedilatildeo especiacutefica de compressatildeo no topo do

subleito (c) valores que foram aplicados nos modelos de fadiga e de deformaccedilatildeo permanente

buscados na literatura

Com estes dados foram realizadas seis simulaccedilotildees no software AEMCSisPav (2009)

as trecircs primeiras para obtenccedilatildeo dos valores das tensotildees de traccedilatildeo na fibra inferior do

revestimento e tensatildeo de compressatildeo no topo do subleito dos trecircs trechos monitorados com

aderecircncia total entre as camadas No caso especiacutefico da Avenida Roraima pegou-se a tensatildeo

de traccedilatildeo na fibra inferior do revestimento novo pois o antigo jaacute se encontrava bastante

deteriorado

As outras trecircs simulaccedilotildees foram realizadas com o mesmo objetivo poreacutem

considerando a natildeo aderecircncia entre as camadas Somente foi considerada aderida a camada

asfaacuteltica nova com a camada asfaacuteltica antiga da Avenida Roraima por se tratar de uma

interface de camada asfaacuteltica com camada asfaacuteltica Optou-se por realizar as simulaccedilotildees com

aderecircncia entre as camadas e sem aderecircncia entre as camadas que compotildeem o pavimento para

verificar a influecircncia de tal paracircmetro nas tensotildees e na previsatildeo de durabilidade do pavimento

Para avaliar o desempenho a fadiga foram utilizados os modelos de Franco (2007)

Pinto (1991) e da Federal Highway Administration ndash FHWA (2006) que satildeo os modelos mais

utilizados no meio acadecircmico Para a deformaccedilatildeo permanente o modelo empregado foi o

proposto pelo Asphalt Institute (1991)

Dando prosseguimento ao estudo inseriu-se no modelo de Franco (2007) que estaacute

apresentado na Equaccedilatildeo 245 do item 23212 no modelo de Pinto (1991) que estaacute mostrado

na Equaccedilatildeo 251 do item 23214 e no modelo do FHWA (2006) que estaacute apresentado na

185

Equaccedilatildeo 260 do item 23217 as tensotildees de traccedilatildeo na base do revestimento para obtenccedilatildeo da

previsatildeo da vida de fadiga de cada um dos trechos No modelo proposto pelo Asphalt Institute

(1991) que estaacute na Equaccedilatildeo 253 do item 23215 inseriu-se as tensotildees de compressatildeo no

topo do subleito para obtenccedilatildeo do nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo necessaacuterios para

causar a deformaccedilatildeo permanente maacutexima na estrutura

A Tabela 421 apresenta os valores de tensatildeo de traccedilatildeo na base das camadas asfaacutelticas

e tensatildeo de compressatildeo no topo dos subleitos bem como os valores de moacutedulo de resiliecircncia

da camada de revestimento necessaacuterio para o caacutelculo de alguns modelos Jaacute a Tabela 422

mostra os valores de N de Fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente em que modelos

mencionados preveem o momento que ocorreratildeo as rupturas dos pavimentos seja essa

ruptura pelo mecanismo de fadiga ou da deformaccedilatildeo permanente

Tabela 421 Valores de tensatildeo de traccedilatildeo e tensatildeo compressatildeo calculados no AEMC

Trechoεt

(10-6 m mm)

εc

(10-6 m mm)

MR Revestimento

(MPa)

Avenida Roraima Rev Novo 177 -263 4321

Avenida Heacutelvio Basso 251 -186 4084

Trevo dos Quarteacuteis 292 -236 3064

Avenida Roraima Rev Novo 207 -690 4321

Avenida Heacutelvio Basso 369 -610 4084

Trevo dos Quarteacuteis 414 -740 3064

Aderido

Natildeo Aderido

Tabela 422 N de fadiga e N de deformaccedilatildeo permanente dos modelostestados

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima 497E+05 603E+06 164E+07 137E+07

Avenida Heacutelvio Basso 194E+05 239E+06 481E+06 646E+07

Trevo dos Quarteacuteis 156E+05 162E+06 283E+06 223E+07

Avenida Roraima 320E+05 398E+06 947E+06 544E+09

Avenida Heacutelvio Basso 653E+04 863E+05 124E+06 943E+09

Trevo dos Quarteacuteis 584E+04 642E+05 830E+05 398E+09

NAASHTOTrecho

Aderido

Natildeo Aderido

Analisando a Tabela 422 eacute possiacutevel afirmar que ao realizar as simulaccedilotildees com as

camadas do pavimento natildeo aderidas a possibilidade de o pavimento romper por fadiga e natildeo

por deformaccedilatildeo permanente eacute bem maior pois eacute necessaacuterio um nuacutemero de solicitaccedilotildees bem

186

inferior para romper o pavimento por fadiga segundo os modelos utilizados para esta anaacutelise

Isso ocorre devido as camadas da estrutura do pavimento trabalharem de forma individual

absorvendo o carregamento e transmitindo uma menor parcela de tensatildeo para camada inferior

rompendo com uma maior tensatildeo de traccedilatildeo na base do revestimento e uma menor tensatildeo de

compressatildeo no topo do subleito

Aleacutem disso a grande maioria dos pavimentos brasileiros inclusive os trechos

estudados nesta pesquisa satildeo dimensionados pelo meacutetodo do CBR que protege o subleito

contra o carregamento fazendo com que as tensotildees de compressatildeo nesta camada sejam muito

baixas Assim os pavimentos brasileiros possuem uma possibilidade maior de romper por

fadiga do que por deformaccedilatildeo permanente

Jaacute quando foram realizadas as simulaccedilotildees com as camadas do pavimento totalmente

aderidas entre elas se tomado como base o modelo do FHWA (2006) e analisando a tensatildeo

na fibra inferior do revestimento da Avenida Roraima o pavimento chegaria a ruina pelo

mecanismo da deformaccedilatildeo permanente Isso ocorre devido agrave maior transferecircncia de tensatildeo de

compressatildeo entre as camadas uma vez que elas estatildeo trabalhando juntas como se fossem uma

estrutura uacutenica Poreacutem nos demais trechos a ruptura ainda seria pelo mecanismo de fadiga

mesmo com todas as camadas do pavimento aderidas Para melhor visualizar todas estas

observaccedilotildees foram realizados os graacuteficos da Figura 435

10E+03

10E+04

10E+05

10E+06

10E+07

10E+08

10E+09

10E+10

Av Roraima

Aderido

AvRoraima

Natildeo Aderido

Av Heacutelvio Basso

Aderido

Av Heacutelvio Basso

Natildeo Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Aderido

Trevo dos Quarteacuteis

Natildeo Aderido

Nuacute

mer

o d

e so

lici

taccedilotilde

es (

NA

AS

HT

O)

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Figura 435 Estimativa de durabilidade do pavimento segundo os modelos mecaniacutesticos

187

Com os dados conseguidos atraveacutes de contagem de traacutefego dos trecircs trechos

monitorados e seguindo o mecanismo de ruptura adotado pela AASHTO que assume a perda

de serventia como criteacuterio de ruptura obteve-se o periacuteodo que a estrutura suportaria a

solicitaccedilatildeo real que ocorre em cada um dos trechos Para encontrar o periacuteodo em que o

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar

sua ruptura seria necessaacuterio conhecer as caracteriacutesticas do traacutefego e como ele se comporta

durante o dia

Um dos paracircmetros que natildeo foi possiacutevel medir foi o peso dos veiacuteculos devido a isso

foi adotado que 100 dos veiacuteculos estavam passando com carga maacutexima legal outro

paracircmetro adotado foi com relaccedilatildeo a taxa de crescimento anual que foi a encontrada para a

Avenida Roraima de 115 e para a Avenida Heacutelvio Basso de 1368 Para o Trevo dos

Quarteacuteis foi adotado a taxa de crescimento de 30 segundo recomendaccedilotildees do DNIT uma

vez que neste trecho foi realizada apenas uma contagem de traacutefego natildeo sendo possiacutevel assim

encontrar a taxa de crescimento anual Jaacute os paracircmetros de fator de sentido e fator climaacutetico

foram adotados de acordo com as caracteriacutesticas da via e da regiatildeo os demais foram

calculados atraveacutes dos dados obtidos nas contagens de traacutefego realizados nos trecircs trechos

monitorados

Com os dados tabulados foi possiacutevel realizar o cruzamento dos dados das contagens

com os obtidos nos modelos mecaniacutesticos e assim encontrar o periacuteodo em que o nuacutemero de

solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo causaria o dano no pavimento ateacute causar sua ruptura

Estes periacuteodos estatildeo apresentados na Tabela 423

Tabela 423 Previsatildeo de ruptura dos trechos atraveacutes dos modelos mecaniacutesticos e contagens

Franco (2007) Pinto (1991) FHWA (2006) A Institute (1991)

Avenida Roraima1 ano e

5 meses14 anos

31 anos e

3 meses

27 anos e

3 meses

Avenida Heacutelvio

Basso5 meses

4 anos e

5 meses

8 anos e

5 meses

64 anos e

6 meses

Trevo dos

Quarteacuteis4 meses

2 anos e

11 meses

4 anos e

10 meses

28 anos e

6 meses

Avenida Roraima 11 meses9 anos e

9 meses

20 anos e

4 meses-

Avenida Heacutelvio

Basso2 meses

1 ano e

8 meses

2 anos e

4 meses-

Trevo dos

Quarteacuteis

1 mecircs e

6 meses

1 ano e

2 meses

1 ano e

6 meses-

TrechoNAASHTO

Aderido

Desaderido

Natildeo Aderido

1 ano e

6 meses

188

Eacute possiacutevel observar na Tabela 423 que se for utilizado o modelo de Franco (2007) o

tempo necessaacuterio para ocorrer a ruptura do pavimento por fadiga eacute bem inferior em

comparaccedilatildeo aos demais modelos utilizados no comparativo isso ocorre pelo fato de o modelo

de Franco (2007) ser conservador em se tratando de vida de fadiga do pavimento Em

contrapartida o modelo apresentado pelo FHWA (2006) mostra uma perspectiva de

durabilidade maior chegando a ser bastante otimista principalmente para Avenida Roraima

Assim foi possiacutevel verificar que a escolha do modelo influencia diretamente na expectativa de

vida uacutetil do pavimento

Outra observaccedilatildeo que vale ser feita eacute com relaccedilatildeo agrave colocaccedilatildeo ou natildeo de aderecircncia

entre as camadas do pavimento Foi possiacutevel verificar que para vida de fadiga este paracircmetro

natildeo teve influecircncia tatildeo significativa quanto na deformaccedilatildeo permanente Para deformaccedilatildeo

permanente a colocaccedilatildeo da aderecircncia entre as camadas durante as simulaccedilotildees reduziu

extremamente a previsatildeo de vida uacutetil do pavimento jaacute sem aderecircncia natildeo foi possiacutevel

verificar o tempo de vida uacutetil devido ter uma previsatildeo extremamente alta da vida de

deformaccedilatildeo permanente

Aleacutem da anaacutelise mecanicista atraveacutes dos modelos foi realizado tambeacutem o caacutelculo do

nuacutemero estrutural dos trecircs trechos monitorados Segundo Johnston (2001) o nuacutemero estrutural

eacute um nuacutemero indicativo da espessura total de um pavimento para resistir um nuacutemero total de

solicitaccedilotildees equivalente ao eixo padratildeo com determinadas combinaccedilotildees de capacidade de

suporte do solo serventia final e clima Para a realizaccedilatildeo destes caacutelculos foi seguido as

orientaccedilotildees contidas na AASHTO

Para a Avenida Roraima o nuacutemero estrutural encontrado foi 146 jaacute para Avenida

Heacutelvio Basso o valor encontrado foi 283 e para o Trevo dos Quarteacuteis foi 263 Com isso eacute

possiacutevel mencionar que a estrutura do pavimento da Avenida Heacutelvio Basso tem maior

capacidade de suporte em relaccedilatildeo aos outros dois trechos monitorados jaacute a Avenida Roraima

apresentou o menor nuacutemero estrutural

Outra anaacutelise realizada foi com relaccedilatildeo a um possiacutevel Shift Factor na Avenida

Roraima para o trincamento Utilizou-se o modelo encontrado para o trincamento obtido pelo

meacutetodo de caacutelculo do FEC da USACE e encontrou-se o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees

necessaacuterio para causar 20 de aacuterea trincada sendo encontrado NUSACE = 146x106 Utilizando

o modelo de Franco (2007) e t = 207x10-6m mm que eacute para o caso de apenas as duas

camadas asfaacutelticas aderidas encontrou-se um ―Shift Factor igual a 146x104 corroborando

com a indicaccedilatildeo de Franco (2007)

189

492 Anaacutelise Estrutural pela norma DNER-PRO 0111979

Por se tratar de um trecho onde foi realizada uma restauraccedilatildeo optou-se por conferir a

espessura de reforccedilo que foi colocada na estrutura antes do iniacutecio do monitoramento do

trecho Esta conferecircncia foi realizada atraveacutes da utilizaccedilatildeo dos meacutetodos abordados na norma

DNER-PRO 0111979

Com os dados de deflexatildeo encontrados no levantamento do dia 30112012 (antes da

colocaccedilatildeo da camada de reforccedilo) realizou-se a anaacutelise estatiacutestica para obter a meacutedia e o

Desvio Padratildeo Como foi possiacutevel considerar os dados de todas as estacas para realizaccedilatildeo dos

caacutelculos encontrou-se a meacutedia e o desvio padratildeo e assim a deflexatildeo caracteriacutestica do trecho

(Dc = 10479x10-2

mm) Com a deflexatildeo caracteriacutestica e considerando o fator de correccedilatildeo

sazonal igual a um encontrou-se a deflexatildeo de projeto (Dp = 10479x10-2

mm)

Com os dados citados adotou-se para realizaccedilatildeo do caacutelculo da espessura da camada de

CA no reforccedilo periacuteodos de projeto de 5 e 10 anos bem como uma taxa de crescimento de

115 ao ano encontrada para o referido trecho A partir dos dados referentes agrave contagem

meacutedia de 2013 encontrou-se o nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo para um periacuteodo de 5

anos igual agrave 184x106 e assim a necessidade de realizaccedilatildeo de pelo menos 45cm de uma

camada de CA e 67cm para um periacuteodo de projeto de 10 anos onde N = 378x106 solicitaccedilotildees

equivalentes do eixo padratildeo

Como foi realizada a colocaccedilatildeo de 50cm de reforccedilo no trecho monitorado calculou-se

o possiacutevel nuacutemero de solicitaccedilotildees do eixo padratildeo que poderiam levar o trecho a ruiacutena e

encontrou-se um valor de N = 215x106 Tambeacutem com os dados referentes a contagem de

2013 estimou-se o periacuteodo que esta ruiacutena ocorreria e foi encontrado um periacuteodo de 5 anos e

10 meses

Observando os dados de levantamento de defeitos verificou-se que 6 meses apoacutes a

liberaccedilatildeo do traacutefego iniciou-se o surgimento de trincas interligadas de fadiga com

esborcinamento das fissuras sendo classificada como severidade alta no iniacutecio da estaca 7

Acredita-se que as trincas interligadas que surgiram neste periacuteodo sejam a propagaccedilatildeo das

trincas que existiam no revestimento antigo da Avenida Roraima uma vez que natildeo foi

realizado nenhum meacutetodo que impedisse esta propagaccedilatildeo durante a restauraccedilatildeo do trecho

5 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS

51 CONCLUSOtildeES

Esta pesquisa teve como objetivo monitorar trecircs trechos de pavimentos implantados na

regiatildeo de Santa Maria- RS a fim de verificar os desempenhos funcionais e estruturais de tais

trechos subsidiando assim o desenvolvimento de 34 modelos de previsatildeo de desempenho

sendo 17 deles obtidos pela forma de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela

metodologia da American Association of Highway and Transportation Officials (AASHTO) e

os outros 17 modelos pela forma de caacutelculo do FEC de acordo com o United States Army

Corps of Engineers (USACE)

Com isso foi possiacutevel chegar as seguintes conclusotildees

Durante a implantaccedilatildeo coletaram-se amostras de materiais utilizados na

construccedilatildeo de cada uma das camadas e pocircde-se concluir que a caracteriacutestica de cada

um desses materiais influenciou diretamente no desempenho dos trechos uma vez que

a Avenida Roraima que continha uma base contaminada com finos por exemplo

apresentou desempenho um pouco inferior com surgimento prematuro de trincas e

deflexotildees maiores do que a Avenida Heacutelvio Basso e Trevo dos Quarteacuteis que foram

construiacutedos com materiais novos

Com relaccedilatildeo agraves condiccedilotildees funcionais dos trechos monitorados ateacute o momento

apresentam valores satisfatoacuterios de irregularidade longitudinal A Avenida Heacutelvio

Basso foi a que mostrou maior IRI sendo este igual a 250mkm O maior

afundamento em trilha de roda ateacute o momento eacute do Trevo dos Quarteacuteis sendo igual a

390 mm e a Avenida Roraima mostrou 17 de aacuterea trincada com um IGG de 53

Conclui-se que grande parte deste trincamento foi ocasionado pela reflexatildeo das trincas

do pavimento antigo A Avenida Heacutelvio Basso apresentou o pior desempenho com

relaccedilatildeo a macrotextura sendo classificada como fina e o Trevo dos Quarteacuteis com a

classificaccedilatildeo de microtextura muito lisa teve o pior desempenhouma Microtextura

Lisa A Avenida Roraima mostrou o melhor desempenho em ambos os paracircmetros

com macrotextura meacutedia e microtextura lisa

192

Quando realizado o cruzamento dos dados de macrotextura e microtextura para

obtenccedilatildeo do IFI pocircde-se concluir que este estaacute ligado de forma direta agrave caracteriacutestica

da mistura e dos agregados A Avenida Heacutelvio Basso por apresentar uma macrotextura

fina e uma microtextura lisa obteve o menor valor de IFI sendo igual a 01 para

velocidade maacutexima permitida do trecho com classificaccedilatildeo de IFI ruim Tal fato deve-

se principalmente por este trecho ter um esqueleto peacutetreo bastante fechado da

mistura Jaacute a Avenida Roraima teve o melhor desempenho com IFI igual a 02 para

velocidade maacutexima permitida no trecho obtendo uma classificaccedilatildeo de IFI bom

Nos trechos monitorados a avaliaccedilatildeo estrutural do pavimento atraveacutes dos

ensaios natildeo destrutivos foi de suma importacircncia pois foi atraveacutes destes ensaios que se

pocircde concluir que a Avenida Roraima apresenta menor capacidade de suporte em

relaccedilatildeo aos outros dois trechos mostrando valores meacutedios de deflexatildeo maacutexima em

torno de 20 maiores que esses Pocircde-se concluir tambeacutem que quando realizada a

restauraccedilatildeo de um trecho o mesmo deve ter uma avaliaccedilatildeo preacutevia da qualidade de

cada uma das camadas pois na Avenida Roraima a provaacutevel causa da baixa

capacidade de suporte deve ser pelo fato da base estar contaminada por finos

Os valores de moacutedulo de resiliecircncia obtidos por retroanaacutelise se mostraram

bastante coerentes se comparados aos mencionados em literaturas Para os

revestimentos asfaacutelticos dos trecircs trechos monitorados foram encontrados valores de

2800 MPa a 4700 MPa Jaacute para as bases estes ficaram em torno de 300 MPa com

exceccedilatildeo da base da Avenida Roraima que obteve valores em torno de 100MPa As

camadas de subleito das Avenidas Roraima e Heacutelvio Basso tiveram valores em torno

de 150 MPa enquanto o Trevo dos Quarteacuteis teve valores um pouco mais elevado

justamente devido a consideraccedilatildeo do sistema subleito Assim conclui-se que este

mecanismo utilizado para obtenccedilatildeo de tais valores representa adequadamente o

comportamento do material

Foram realizadas contagens perioacutedicas que conseguiram caracterizar de forma

adequada o traacutefego que solicitou os trechos com as caracteriacutesticas de cada um A partir

disto concluiu-se que a vida uacutetil de uma determinada estrutura estaacute diretamente ligada

agrave solicitaccedilatildeo que esta estrutura sofre e que para se prever o comportamento de uma

estrutura ao longo do tempo eacute muito importante conhecer as solicitaccedilotildees que esta

estrutura iraacute sofrer

193

Com todos os dados dos ensaios obtidos e a caracterizaccedilatildeo do traacutefego

adequada realizaram-se 34 modelos de previsatildeo de desempenho em funccedilatildeo do

nuacutemero de solicitaccedilotildees equivalentes ao eixo padratildeo sendo 17 deles obtidos pela forma

de caacutelculo do fator de equivalecircncia de carga (FEC) pela metodologia da AASHTO e

os outros 17 modelos pela metodologia USACE Entatildeo pode-se dizer que eacute possiacutevel

prever a partir de modelos de previsatildeo de desempenho o comportamento funcional e

estrutural de um pavimento desde que o mesmo tenha caracteriacutesticas semelhantes aos

trechos que se quer prever o comportamento Aleacutem disso eacute possiacutevel prever a partir

dos modelos a necessidade de adequaccedilotildees na estrutura de um pavimento para uma

maior durabilidade e o possiacutevel momento em que seraacute necessaacuterio realizar intervenccedilotildees

para melhorias na pista

52 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS

Visando a complementaccedilatildeo e continuidade da pesquisa sugere-se as seguintes

realizaccedilotildees

Dar continuidade no monitoramento dos trechos implantados na regiatildeo de

Santa Maria ndash RS para aumentar a quantidade de dados obtidos para estes trechos

estudados e assim aperfeiccediloar os modelos de previsatildeo de desempenho jaacute encontrados

Obter mais dados no trecho do Trevo dos Quarteacuteis a fim de obter tambeacutem

modelos de previsatildeo de desempenho para este trecho nos paracircmetros estudados

Implantar e monitorar novos trechos em outros locais do Estado a fim de

obter novos dados e consequentemente novos modelos de previsatildeo de desempenho

verificando as semelhanccedilas e diferenccedilas que podem existir no Rio Grande do Sul

Realizar estudos laboratoriais mais avanccedilados com os materiais coletados em

campo a fim de subsidiar os modelos de previsatildeo de desempenho encontrados

REFEREcircNCIAS

ALBUQUERQUE F S Desenvolvimento de um Sistema de Gerecircncia de Pavimentos

Integrado com Ferramentas da Qualidade para a Malha Rodoviaacuteria do Estado da

Paraiacuteba XVIII ANPET Congresso de Pesquisa e Ensino em Transportes Florianoacutepolis - SC

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ALBUQUERQUE F S Sistema de Gerecircncia de Pavimentos para Departamentos de

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____ ASTM C 1272007 - Standard Test Method for Density Relative Density (Specific

Gravity) and Absorption of Coarse Aggregate

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Gravity) and Absorption of Fine Aggregate

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Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine

____ ASTM C 1362006 - Standard Test Method for Sieve Analysis of Fine and Coarse

Aggregates

____ ASTM D 47912007 - Standard Test Method for Flat Particles Elongated Particles or

Flat and Elongated Particles in Coarse Aggregate

____ ASTM D 65212008 - Standard Practice for Accelerated Aging of Asphalt Binder

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