EXECUÇÃO DE TRECHO EXPERIMENTAL PARA ESTUDO DE DESEMPENHO SOBRE A UTILIZAÇÃO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO REFORÇADO COM TELA DE AÇO (TECNOLOGIA REFLEX)

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1 EXECUÇÃO DE TRECHO EXPERIMENTAL PARA ESTUDO DE DESEMPENHO SOBRE A UTILIZAÇÃO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO REFORÇADO COM TELA DE AÇO (TECNOLOGIA REFLEX) Prof. Dr. Rita Moura Fortes ERI Engineering And Research Institute Pesquisas Ltda

2 Introdução Uma construção bem feita precisa de uma maior atenção para garantir um bom desempenho do ciclo de vida do pavimento. Nova camada asfáltica Antiga camada asfáltica O problema 2

3 Introdução Desenvolvimento de uma nova tecnologia para a reabilitação. Aumentar a durabilidade dos pavimentos através da aplicação da tela de aço. 3

4 Introdução Um dos mais antigos sistemas de interface utilizados no pavimento flexível é reforço com tela de aço. A ideia que apareceu no início dos anos 50 foi baseada no conceito geral de que se as misturas asfálticas (HMA) são resistentes à compressão e possuem baixa resistência à tração, o reforço com o uso da tela de aço é definitivamente necessário O reforço com a tela de aço foi abandonada no início dos anos 70 depois de enormes dificuldades encontradas na sua instalação. A ideia reapareceu no início dos anos 80 com a utilização de uma nova linha de telas soldadas na Europa e tendo sido resolvidos os problemas de instalação, resultando em experiências bem sucedidas. LESSONS LEARNED FROM LABORATORY AND FIELD EXPERIENCES ON THE USE OF DOUBLE TWIST STEEL WIRE MESH AS A REINFORCEMENT FOR ASPHALT PAVEMENTS ( /) Installation of wire netting in Ontario (1960)

5 Experiências Internacionais Slovenia Sweden Poland Slovenia Italy Serbia Croatia Slovakia

6 Bibliografia Projeto REFLEX ( ): Suécia, Finlândia e Alemanha; Itália ( ): Ganho de 33% de vida no pavimento; África do Sul (2003): Criação de especificação técnica; Estados Unidos (2003): Estudos no Instituto de Transportes do Texas; Portugal (2005): Aumento da capacidade de suporte.

7 Vantagens Aumento da Capacidade de Carga; Aumento na resistência à formação de trilhas de roda; Diminuição no aparecimento de trincas por reflexão; Boa resistência à deformação permanente; Elevado intertravamento com a matriz de asfalto. Aumento da vida útil do pavimento de 50% a 90%(FAA Design Competition for Universities Academic Year ( perations_firstplace_fp.pdf)

8 Segundo o procedimento para projetos de recapeamento do FAA (1995), dois métodos são recomendados para retardar a reflexão de trincas: camada granular e engineering fabrics. O segundo método requer especificas condições que incluem: 1) A estrutura deve suportar a uma resistência à tração minima de 41 kg obtida conforme recomenda a ASTM D 1682; densidade de 70 a 130g/m 2 ; 2) Que a movimentação horizontal ou vertical dos pavimentos existentes não exceda 1,3 milímetros ou 0,5 milímetros, respectivamente; 3) O recapeamento asfáltico seja mais espesso que 75 mm e mais fino do que 178 mm; 4) Que seja aplicada uma pintura de ligação com taxa entre 0.7 to 1.4 L/m 2 antes do reforço seja instalado. (FAA Design Competition for Universities Academic Year ( )

9 A aplicação do reforço com tela de aço reduziu a tensão transversal máxima na fibra inferior do revestimento asfáltico de 100 mm de espessura de 15% devido ao carregamento veicular e 20% devido ao ciclo diário de variação da temperatura de 22 0 C para 51 0 C (Baek and Al-Qadi, 2006).

10 Experiência nacional Características da Tela Soldada Q138. AÇO CA-60 Espaçamento entre fios (cm) Diâmetro (mm) Seções (cm 2 /m) Apresentações Dimensões (m) Peso Série Desig. L. T. L. T. L. T. Larg. Compr. kg/m 2 kg/peça 138 Q ,2 4,2 1,38 1,38 PAINEL 2,45 6 2,2 32,3 L. Longitudinal T. Transversal 10

11 Experiência Nacional 4º Trecho Experimental 400 m (km 61) 3º Dividido em 4 partes 2º 1º

12 Experiência Nacional Observou-se que o aparecimento de fissuras no sentido de telas transversais; O melhor desempenho foi na pista onde foi realizada fresagem do pavimento e fixação da tela com franjas. Deflexão aumentando 12

13 Experiência nacional Evolução dos volumes tráfego Passeio Comercial Total 24% % 37% Aumento das solicitações no pavimento além do previsto em projeto. N 2009 = 2,93E+07 (USACE) N 2014 = 5,35E+07 (USACE) Projeto Inicio das Obras Fim das Obras 13

14 Experiência nacional ESTRUTURA EXECUTADA - 3ª FAIXA CBUQ Fx III CBUQ Fx II 6 cm 7 cm BGS 20 cm RACHÃO 20 cm SUBLEITO ESTRUTURA PROPOSTA C/ TELA EST m CBUQ Fx III TELA FRESA 6 cm - 6 cm Trecho Experimental 100 m (km 68)

15 Trecho Experimental na SP354 Projeto de Pavimentação O trecho experimental possuía um elevado número repetições, com um N (10) 2,93 E+07 (USACE) e 1,55 E+07 (AASHTO). Foram medidas deflexão com média de 140 1/100 mm e a presença acentuadas de trincas.

16 Trecho Experimental na SP354 Primeiro Sub trecho 26/02/2013: Nesse trecho foram assentadas as telas de aço soldadas sobre o pavimento existente que estava bastante deteriorado com a presença de FC-3 (trinca do tipo jacaré), buracos ou panelas, trincas em bloco, etc.

17 Trecho Experimental na SP354 Segundo Sub trecho 27/02/2013: A diferença entre o processo executivo desse trecho para o anterior foi essencialmente a mudança de posicionamento da tela. Adotou-se a colocação da tela com as barras transversais para baixo e na sequência, com as barras para cima, invertendo-se o lado.

18 Trecho Experimental na SP354 Terceiro Sub trecho 28/02/2013: Foi realizada uma fresagem de 4cm de espessura ; Adotou-se a mudança de posicionamento da tela, conforme havia sido executado no segundo trecho, ou seja, a colocação da tela com as barras transversais para baixo e na sequência, com as barras para cima, invertendo-se o lado.

19 Trecho Experimental na SP354 Quarto Sub trecho 13/03/2013: Nesse trecho foram assentadas as telas de aço soldadas sobre o pavimento existente, que se apresentava com elevada presença de afundamentos e jacaré; Remoção de barras transversais da primeira malha, aumentando a franja.

20 Trecho Experimental na SP354 1º de Março, de Novembro, 2013 trinca trinca

21 Trecho Experimental na SP de Março, de agosto, 2014 trinca trinca

22 Experiência nacional E l = E aço.i aço +E asfalto.i asfalto I El E El = ( ,3 + E asfalto. 96,7) E El = MPa Efetuar simplificadamente a análise estrutural do pavimento do trecho experimental.

23 Experiência nacional Estrutura do pavimento adotado no trecho experimental. Espessura Módulo de Camada (cm) Elasticidade (MPa) Concreto Asfáltico (CAUQ) Camada Equivalente (Tela) Concreto Asfáltico (CAUQ) Coeficiente de Poisson (υ) 6, , ,30 7, ,30 Base de BGS 20, ,35 Sub-base de Rachão Intertravado 20, ,35 Subleito ,45 N AASHTO = 9,33x10 7 e t 3,84 N USACE = 6,067x10 10 e v 4,762 ADOT Calibrada 20 trechos experimentais. IP-DE-P00/001 Dormon & Metcalf. 23

24 Experiência nacional Valores admissíveis. Pavimento Tipo Sem Tela de Aço Com Tela de Aço Número N ano de 2014 USACE AASHTO 5,35E+07 1,34E+07 Verificação Mecanicista. Pavimento Tipo Camada Posição x (cm) y (cm) z (cm) Valores Atuantes εt (cm/cm) εv (cm/cm) Valores Admissíveis εt (cm/cm) εv (cm/cm) Sem tela Com tela Revestimento 14,4 0 12,99 1,73E-04-3,75E-04 - Subleito 14,4 0 53,01-3,12E-04-2,76E-04 Revestimento 14,4 0 5,99 2,10E-05-3,75E-04 - Subleito 14,4 0 53,01-1,68E-04-2,76E-04 24

25 Experiência nacional Metodologia PRO 11 PRO 269 PRO 269 c/fresa 6 TELA c/fresa 6 Segm. Homogêneo EST. EST. INICIAL FINAL 894 Extensão (m) N D0 (média) (0,01 Hexist. (cm) ,35E+07 87,0 13,0 Hcalcul. (cm) Fresa. (cm) Htotal (cm) 13,0-26,0 15,0-28,0 11,0 6,0 18,0 6,0 6,0 13,0 CUSTO/m 2 : PRO 11 PRO 269 PRO 269 c/fresa 6 TELA DE AÇO R$* 49,96/m 2 R$* 57,75/m 2 R$* 48,93/m 2 R$* 42,03/m 2 25 *BASE TPU DER 09/2013

26 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 1. Avaliação do pavimento existente: Análise pela consultora da Avaliação funcional e estrutural do trecho experimental, verificando inventário do pavimento com leitura das flechas, da determinação da deflexão por FWD e IRI e verificação das condições e espessuras das camadas existentes; levantamento do volume de tráfego realizado pela SERVENG.

27 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 2. Visita a Usina para verificação do traço Controle de qualidade dos materiais: Caracterização e graduação dos agregados durante a britagem; Caracterização do ligante asfáltico; Amostragem dos agregados, ligante asfáltico, fíler mineral e outros aditivos (se previstos) para o estudo de dosagem. Verificação e aprovação do estudo de dosagem (segmento de controle): Caracterização e graduação dos agregados; Propriedades volumétricas (VAM (vazios do Agregado Mineral), Vv (volume de vazios) e RBV (relação Betume-vazios)); Propriedades mecânicas (Estabilidade/Fluência Marshall, Resistência à Tração); Determinação do dano por umidade induzida (DUI). Procedimentos de controle de qualidade durante a produção da mistura asfáltica: Densidade máxima teórica (DMT) em amostras não compactadas; Densidade aparente em corpos de prova compactados; Determinação do volume de vazios (Vv); Determinação da graduação dos agregados; Determinação do teor de ligantes asfáltico (Pb).

28 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 3. Condições climáticas: Antes de iniciar qualquer serviço deve ser verificada a condição climática, de maneira a que o mesmo possa ser executado sem prejuízo de sua qualidade devido à incidência de chuvas. 4. Fresagem de pelo menos 7 cm do pavimento existente: Antes do início dos serviços deverão ser demarcados os perímetros das áreas degradas a serem fresadas, cuidando-se para que estas áreas apresentem configurações de retângulos, com um lado paralelo ao eixo da via. Utilizar fresadora com bit que apresentem corte adequado (não estejam gastos).

29 Ângulo reto Fresar ao menos 7 cm para encaixar a tela e recobrimento de pelo menos 6 cm de capa asfáltica. Os recortes devem ser requadrados, de maneira a apresentarem cantos retos..

30 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 5 Limpeza: Limpar a área utilizando-se de vassouras mecânicas e jato de ar (sopramento) até que não se tenha mais material solto. Caso a fresagem tenha atingido a camada da base, verificar superficialmente o estado desta, se não há solo mole ou borrachudo. Na presença desses, refazer a base, corrigindo o problema.

31 Sopramento para limpeza. Verificar sentido do vento. Utilizar todos os EPIs adequados. a Utilizar vassouras mecânicas com cerdas de aço.

32 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 6. Fixação das telas A tela a ser utilizada será a EQ138, que é uma tela soldada especial. As características da tela estão apresentadas na tabela a seguir:

33 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX Os espaçamentos entre os fios são mostrados na figura apresentada a seguir: Os rolos são fornecidos com largura de 1,90m e 60 ou 120 m de comprimento. As telas serão posicionadas conforme esquema apresentado a seguir, cobrindo a largura total de 3,50m. As emendas transversais e longitudinais, conforme explicitado a seguir.

34 a

35 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX Ocorrerá um recobrimento de 35cm no sentido transversal, ao longo de todo o comprimento, no sentido do tráfego. A emenda no sentido longitudinal, uma vez que o rolo tem de 0,60 a 1,20m, ocorrerá pelo transpasse da franja da tela que possui 2,5cm, conforme mostrado um detalhe na fotografia a seguir: SENTIDO DO TRÁFEGO TRANSPASSE DA FRANJA EMENDA NO SENTIDO LONGITUDINAL

36 a Na fixação das telas deverá ser utilizada a WALSYWA PRA 10, conforme características ao lado

37 E serem utilizados os fincapinos calibre.27, conforme especificação a seguir: Os maiores cuidados na fixação devem ser tomados nas bordas, nas emendas e verificar se a tela está bem posicionada e fixada, sem apresentar nenhuma movimentação e nem ondulação. Após a fixação recomenda-se o sopramento para remoção de poeira ou materiais estranhos remanescentes.

38 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 7. Pintura de Ligação: Aplicar a pintura de ligação com emulsão RR 1C ou RR 2C recortada com água, com auxílio de equipamento provido com caneta. Fazer sempre teste de consumo de emulsão (método da bandeja). Consumo da ordem de 1 L/m 2 ;

39 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 7. Pintura de Ligação: O local do reparo deve ser pintado de maneira homogênea, bem como os cantos e laterais. Verificar que não ocorra empoçamento da emulsão ou falhas; Esperar até que ocorra a ruptura da emulsão. Quando a emulsão é lançada ela tem uma coloração marrom e quando ocorre a ruptura, sua cor muda para preta.

40 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 7. Pintura de Ligação: Nunca aplicar a pintura de ligação com a base molhada e evitar o empoçamento da pintura de ligação, devido a irregularidades na pista. empoçamento da pintura de ligação. arrancamento da pintura Nessa fotografia também se observa o arrancamento da pintura devido à movimentação do caminhão de massa, com perda da aderência. O excesso de ligante ocasionará o aparecimento da patologia denominada exsudação e as falhas na aderência, causadas pelo arrancamento da pintura de ligação propiciarão o aparecimento da patologia denominada ondulação, ou até o aparecimento de panelas/buracos.

41 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX

42 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 8. Lançamento da Mistura Asfáltica: Preparar o arame tensionado para evitar irregularidade no pavimento. Para tanto, a VIBROACABADORA DEVE SER PROVIDA DE LEITORA DE CABO DE AÇO. Verificar se o apalpador mecânico não está sofrendo influência do deslocamento de ar produzido pelo vento ou pela passagem de veículos. A distância máxima entre suporte do cabo deve ser de 5 m. Checagem do equipamento vibro acabadora de massa asfáltica: Verificar se o sensor de leitora de cabo de aço está funcionando. Confirmar a checagem do equipamento com um técnico especializado. É importante que seja aplicado o produto adequado nos pneus dos caminhões de massa, para evitar aderência dos mesmos à pintura de ligação, o que ocasionará o arrancamento desta, como pode ser observado e obviamente, levará a falha na aderência da camada a ser aplicada ao pavimento existente.

43 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX

44 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 8. Lançamento da Mistura Asfáltica: 8.1 Controle da temperatura 8.2 Compactação Rolo compactador de pneus. Checar os dispositivos de calibração dos pneus. Controlar a temperatura para compactação, conforme especificação. Rolo de chapa vibratório de 12 a 15 toneladas de peso. Fornecer as especificações técnicas do rolo existente para saber se está apto para o serviço. O rolo de chapa deve ser aplicado nas bordas.

45 ETAPAS PARA O PROJETO EXECUTIVO E CONTROLE TECNOLÓGICO RECOMENDADAS PARA O REFLEX 8. Lançamento da Mistura Asfáltica: 8.3 Procedimento de controle de qualidade durante a aplicação da mistura asfáltica: Determinação da espessura e/ou da taxa de aplicação da camada; Determinação do grau de compactação: Avaliação do acabamento de superfície; Avaliação da temperatura da massa asfáltica; Avaliação da qualidade de rolamento (IRI) Avaliação da aderência e avaliação da resistência à derrapagem. 9. Liberação da pista A temperatura para liberação da pista deverá atender a especificação de serviço.