ANÁLISE DE TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO ANÁLISE DE TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS Maria Alonso Barca Sara Pereira Nogueira

2 ANÁLISE DE TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS María Alonso Barca Sara Pereira Nogueira Projeto de Graduação apresentado ao curso de Engenharia Civil da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro. Orientadora: Sandra Oda Rio de Janeiro Dezembro,

3 ANÁLISE DE TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS María Alonso Barca Sara Pereira Nogueira PROJETO DE GRADUAÇÃO SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO CIVIL. Examinadas por: Profª. Drª Sandra Oda _ Prof. Dr. Giovani Manso Ávila _ Eng. Civil Bruno Alexandre Brandimarte Leal _ RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL Dezembro

4 Alonso Barca, María Pereira Nogueira, Sara Análise das técnicas de conservação de pavimentos rodoviários/ María Alonso Barca e Sara Pereira Nogueira. Rio de Janeiro: UFRJ/ ESCOLA POLITÉCNICA, p.: il.; 29,7 cm. Orientadora: Sandra Oda Projeto de Graduação UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de Engenharia Civil, 2015 Referências bibliográficas: p Conservação. 2. Manutenção. 3. Atividades de M&R. 4. Pavimentos Rodoviários. 5. Métodos de Avaliação de Pavimentos. I. Oda, Sandra. II. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III. Titulo. 4

5 Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica / UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Engenheiro Civil. ANÁLISE DAS TÉCNICAS DE CONSERVAÇÃO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS María Alonso Barca Sara Pereira Nogueira Dezembro, 2015 Orientador: Sandra Oda Curso: Engenharia Civil RESUMO A vida útil das estradas utilizadas para o transporte de cargas e pessoas parece ser submetida a um ciclo repetitivo de construção. Isto ocorre, muitas vezes, devido à conservação insuficiente que sofrem durante muitos anos, resultando, desse modo, em degradação da mesma. De acordo com a necessidade de fornecer uma condição apropriada para o tráfego e tentando limitar os seus componentes (com os seus custos elevados) é necessário olhar para a conservação das estradas através de métodos que possibilitem uma melhor qualidade do serviço final e que forneçam um pavimento com melhor desempenho para as estradas. Portanto, neste trabalho, foram investigadas técnicas para a conservação de estradas, que podem reduzir os custos de reconstrução, mão de obra e equipamentos necessários para realizar as atividades. 5

6 Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Engineer ANALYSIS OF CONSERVATION TECHNIQUES OF ROAD PAVEMENTS María Alonso Barca Sara Pereira Nogueira Dezembro, 2015 Advisor: Sandra Oda Course: Engenharia Civil ABSTRACT The life of roads transportation, seems to be subjected to a repetitive cycle of construction. This is due to insufficient conservation suffered for many years, resulting in degradation. Under the need to re-provide a suitable condition for traffic and limiting the relative lack of aggregates (with have high costs); it is necessary to look back to the roads to recovery through methods that provide us durable roads. Therefore in this paper we have investigated techniques for roads maintenance, which reduces the costs of reconstruction, workers and equipment to use. 6

7 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABELAS CAPITULO I: INTRODUÇÃO OBJETIVOS DEFINIÇÃO DE CONSERVAÇÃO NECESIDADE DE CONSERVAÇÃO CONSERVAÇÃO PREVENTIVA CONSERVAÇÃO DAS OBRAS DE DRENAGEM FALHAS DO PAVIMENTO IMPORTÂNCIA DE PESSOAL TREINADO E TEMPO PARA TRABALHOS DE MANUTENÇÃO CAPÍTULO II: MÉTODOS DE ANÁLISE DO ESTADO DO PAVIMENTO INSPEÇÃO VISUAL CURVA DETERIORAÇÃO X TEMPO COV PCI- PAVEMENT CONDITION INDEX Introdução Procedimento de avaliação da condição do pavimento Cálculo do PCI Cálculo do PCI para pavimento flexível Cálculo do PCI para pavimento de concreto Cálculo do PCI de uma seção de pavimento QUALIDADE DO ROLAMENTO (RIDE QUALITY) CAPITULO III: CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS Pavimentos flexíveis Pavimentos Rígidos COMPORTAMENTO DOS PAVIMENTOS CAMADAS DOS PAVIMENTOS Bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas Bases e sub-bases rígidas

8 Revestimentos CAPITULO IV: DANOS EM PAVIMENTOS PAVIMENTOS DE CONCRETO ASFALTICO TRINCAS POR FADIGA EXSUDAÇÃO TRINCAS EM BLOCOS AFUNDAMENTOS CORRUGAÇÃO DEPRESSÃO TRINCAS NOS BORDOS TRINCAS POR REFLEXÃO DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO DESGASTE PANELAS DEFORMAÇÃO PERMANENTE DESLOCAMENTO TRINCAS PARABÓLICAS (SLIPPAGE) DESPRENDIMENTO DE AGREGADOS FALHAS EM PAVIMENTO DE CONCRETO DILATAÇÃO TRINCA DE CANTO DIVISAO DA LAJE FENDA DE DURABILIDADE "D" ESCALONAMENTO DANO NA SELAGEM DAS JUNTAS DESNIVEL FAIXA /BERMA FISSURAS (longitudinal, transversal e diagonal) POLIMENTO DE AGREGADOS POP OUTS BOMBEAMENTO: PUNZONAMENTO DESCAMAÇÃO, REDE DE FISSURAS FISURAS DE RETRAÇÃO

9 DESCASCAMENTO DE JUNTAS CAPITULO V: TÉCNICAS DE REABILITAÇAO DE PAVIMENTOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS REMENDOS FRESAGEM TRATAMENTO SUPERFICIAL RECICLAGEM A QUENTE RECICLAGEM A FRIO RECAPEAMENTO (CAPA ASFÁLTICA) SOBRECAPA DE CONCRETO (WHITETOPPING) RECONSTRUÇÃO PAVIMENTO RÍGIDO REPARAÇÃO DE PROFUNDIDADE PARCIAL REPARAÇÃO TOTAL DA ESPESSURA DA LAJE SUBSTITUIÇÃO DE PLACAS DA LAJE SELAGEM SELAGEM DE JUNTAS CONFECÇÃO DE RANHURAS ESCOVADO CAPA ASFÁLTICA SOBRECAPA DE CONCRETO RECONSTRUÇÃO TOTAL DO PAVIMENTO ESTRATEGIAS PARA PAVIMENTOS ASFÁLTICO E DE CONCRETO CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ANEXO 1: CURVAS DE VALOR DEDUZIDO PARA PAVIMENTO DE CONCRETO - PCI. 126 ANEXO 2: CURVAS DE VALOR DEDUZIDO PARA PAVIMENTO ASFÁLTICO - PCI

10 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Curva deterioração x tempo Figura 2: Características da curva deterioração x tempo Figura 3: Escala PCI Figura 4: COV Figura 5. Formulário para avaliação da condição de pavimentos com revestimento asfáltico Figura 6: Formulário para avaliação da condição de pavimentos com revestimento rígido Figura 7. Formulário para a obtenção do CDV Figura 8: Trincas por fadiga de severidade baixa Figura 9: Trincas por fadiga de severidade média Figura 10: Trincas por fadiga de severidade alta Figura 11: Compactação do pavimento Figura 12: Exsudação de severidade baixa Figura 13: Exsudação de severidade média Figura 14: Exsudação de severidade alta Figura 15: Trincas em bloco de severidade baixa Figura 16: Trincas em bloco de severidade média Figura 17: Trincas em bloco de severidade alta Figura 18: Afundamento de severidade baixa Figura 19: Afundamento de severidade média Figura 20: Afundamento de severidade alta Figura 21: Corrugação de severidade baixa Figura 22: Corrugação de severidade média Figura 23: Corrugação de severidade alta Figura 24: Depressão do pavimento de severidade baixa Figura 25: Depressão do pavimento de severidade média Figura 26: Depressão do pavimento de severidade alta Figura 27: Esquema de trincas nos bordos do pavimento Figura 28: Trinca de borda de severidade baixa Figura 29: Trinca de borda de severidade baixa Figura 30: Trinca de borda de severidade baixa

11 Figura 31: Esquema de trincas por reflexão Figura 32: Trinca por reflexão de severidade baixa Figura 33: Trinca por reflexão de severidade média Figura 34: Trinca por reflexão de severidade alta Figura 35: Desnível entre pista e acostamento de severidade baixa Figura 36: Desnível entre pista e acostamento de severidade média Figura 37: Panela de severidade baixa Figura 38: Panela de severidade média Figura 39: Panela de severidade alta Figura 40: Deformação permanente de severidade baixa Figura 41: Deformação permanente de severidade média Figura 42: Deformação permanente de severidade alta Figura 43: Deslocamento de severidade baixa Figura 44: Deslocamento de severidade média Figura 45: Deslocamento de severidade alta Figura 46: Trincas parabólicas baixa severidade Figura 47: Trincas parabólicas média severidade Figura 48: Trincas parabólicas alta severidade Figura 49: Desprendimento de agregados severidade baixa Figura 50: Desprendimento de agregados severidade média Figura 51: Desprendimento de agregados severidade alta Figura 52: Bombeamento de severidade baixa Figura 53: Bombeamento de severidade média Figura 54: Bombeamento de severidade alta Figura 55: Trinca de canto de severidade baixa Figura 56: Trinca de canto de severidade média Figura 57: Trinca de canto de severidade alta Figura 58: Divisão da laje severidade baixa Figura 59: Divisão da laje severidade média Figura 60: Divisão da laje severidade alta Figura 61: Fenda de durabilidade D de severidade baixa Figura 62: Fenda de durabilidade D severidade média Figura 63: Fenda de durabilidade D severidade alta

12 Figura 64: Escalonamento da laje Figura 65: Selagem de juntas Figura 66: Desnível entre faixa e berma Figura 67: Fissura transversal Figura 68: Fissura longitudinal Figura 69: Fissura diagonal Figura 70: Fissura longitudinal de severidade baixa Figura 71: Fissura longitudinal de severidade média Figura 72: Fissura transversal de severidade alta Figura 73: Pop Outs Figura 74: Bombeamento Figura 75: Bombeamento Figura 76: Punzionamento de severidade baixa Figura 77: Punzionamento de severidade média Figura 78: Punzionamento de severidade alta Figura 79: Rede de fissuras de severidade baixa Figura 80: Rede de fissuras de severidade média Figura 81: Rede de fissuras de severidade alta Figura 82: Descascamento de severidade baixa Figura 83: Descascamento de severidade média Figura 84: Descascamento de severidade alta Figura 85: Preparação da caixa Figura 86: Preparação da caixa Figura 87: Remoção de material Figura 88: Aplicação de ligante asfáltico Figura 89: Aplicação de ligante asfáltico Figura 90: Compactação Figura 91: Compactação Figura 92: Compactação Figura 93: Remendo Figura 94: Remendo Figura 95: Equipamento de fresagem Figura 96: Área fresada

13 Figura 97: Material fresado Figura 98: Tratamento superficial Figura 99: SAM Figura 100: Pavimento original Figura 101: Pavimento depois do tratamento superficial com SAM Figura 102: Reciclagem a frio Figura 103: Detalhe da maquinaria e do bico Figura 104: Contraste de área reciclada e não reciclada Figura 105: Recapeamento Figura 106: Geotêxtil Figura 107: Geomalha Figura 108: Aplicação de geotêxtil Figura 109: SAMI Figura 110: Capa de alivio de fissuras Figura 110: Sobrecapa de concreto Figura 111: Execução da sobrecapa de concreto Figuras 112: Planta e perfil de reparação em profundidade parcial Figura 113: Preparação da superfície Figura 114: Remoção do pavimento danificado Figura 115: Preparação da superfície Figura 116: Preparação das juntas Figura 117: Colocação do concreto Figura 118: Remoção da laje antiga Figura 119: Preparação da superfície Figura 120: Execução da nova laje Figura 121: Perfuração Figura 122: Preenchimento Figura 123: Retirada do material existente Figura 124: Preenchimento com o novo selante Figura 125: Preenchimento com o novo selante Figura 126: Ranhuras em pavimento de concreto Figura 127: Ranhuras em pavimento de concreto Figura 128: Escovado

14 Figura 129: Discos de diamante Figura 130: Detalhe do pavimento Figura 131: Aplicação de geotêxtil nas juntas Figura 132: Geotêxtil nas juntas Figura 133: Fragmentação da laje Figura 134: Laje fragmentada Figura 135: Compactação Figura 136: Fragmentação Figura 137: Fragmentação Figura 138: Fragmentação Figura 139: Sobrecapa de concreto aderido Figura 140: Sobrecapa de concreto não aderido Figura 141: Demolição do pavimento existente Figura 142: Reconstrução

15 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Classificação de estado do pavimento Tabela 2: Faixa de Classificação do PCI Tabela 3: Níveis de severidade de panelas Tabela 4: Níveis de severidade da divisão da laje Tabela 5: Níveis de severidade de escalonamento Tabela 6: Nível de severidade punzonamento Tabela 7: Nível de severidade de descasamento de juntas Tabela 8: Pavimento asfáltico Tabela 9: Pavimento de concreto

16 CAPITULO I: INTRODUÇÃO A vida útil de um pavimento começa a ser contabilizada quando a estrada é liberada ao tráfego. A qualidade do transporte de cargas e pessoas varia ao longo da vida útil do pavimento, pois, mesmo quando bem executado, o pavimento irá sofrer com variáveis externas, como o clima e o tráfego. Para evitar que a qualidade seja inferior ao mínimo desejável, durante o período de vida útil, é imprescindível a realização de atividades de conservação ou manutenção do pavimento e de todos os elementos que compõem a estrada. Para selecionar a atividade de conservação ou manutenção mais adequada é necessário conhecer os métodos existentes, assim como todos os fatores que devem ser considerados para a seleção das etapas que devem ser realizadas antes, durante e após a implementação das atividades que irão fazer parte do método. Vale ressaltar que a equipe que irá coordenar das atividades deve ser bem treinada, não só para desenvolver as atividades, mas também para participar de todas as etapas de avaliação dos resultados obtidos após a implementação do método OBJETIVOS Este trabalho tem como objetivo uma análise de técnicas e atividades de conservação para pavimentos rodoviários. Para atingir os objetivos foram realizadas as seguintes atividades: Identificar as principais operações de conservação das estradas considerando os efeitos a que seus componentes são submetidos ao longo do tempo; Descrever as atividades de conservação de pavimentos, flexível e rígido, bem como as operações gerais de conservação de acostamentos; Apresentar um método de avaliação de pavimentos; Apresentar estratégias de conservação para pavimentos flexíveis e rígidos. 16

17 1.2. DEFINIÇÃO DE CONSERVAÇÃO É chamada de conservação as ações constantes ou periódicas que são executadas para evitar a deterioração prematura ou a destruição de um pavimento e mantê-lo com qualidade, para que apresente conforto, segurança e economia (DEL VAL MELÚS, 2010). A conservação só deve incluir obras que, de um modo geral, são projetadas para preservar o caminho para a prestação de serviço adequado durante o tempo especificado no projeto e no âmbito do tráfego e as condições ambientais prevalecentes. Assim, um caminho bem concebido e bem construído no terreno ideal de características homogêneas, não deve exigir mais operações de manutenção do que as correspondentes à manutenção rotineira e periódica (DEL VAL MELÚS, 2010). Claramente, na realidade, a situação é diferente; às vezes, pouco depois de abertura da estrada, surgem pequenas falhas que, se não são reparadas em tempo hábil, levam ao colapso prematuro das áreas crescentes da obra. Por conseguinte, a vida de uma estrada pode ser significativamente prolongada através da aplicação de práticas de manutenção adequadas no momento apropriado. A conservação é o melhor investimento possível porque não só garante o investimento inicial na construção, mas reduz o custo da operação e proporciona uma maior vida útil do pavimento e dos veículos. Todos os pavimentos necessitam de manutenção para evitar fissuras, depressões e outros tipos de falhas que são evidências de desgaste do pavimento (DEL VAL MELÚS, 2010). No sentido operacional, a conservação nasce quando a construção da estrada finaliza. No entanto, durante as fases de planejamento, projeto e construção, o conceito de operação e manutenção da via deve ser mantido em mente. Se as soluções técnicas que se adotam levam em conta a necessidade de preservar o estado do pavimento, essas tarefas futuras se tornam mais simples. 17

18 Assim, será introduzido o conceito de nível de serviço de uma estrada, conceito que compreende diferentes elementos, tais como a sua utilidade e benefício social e econômico trazido a usuários da mesma. Este benefício, por sua vez, se avalia de acordo com a sua disponibilidade contínua da via para o uso, da segurança oferecida, do tempo de viagem, do consumo de combustível, do desgaste dos componentes dos veículos, da sensação de conforto, da estética, das inconveniências causadas pelos trabalhos de manutenção etc NECESIDADE DE CONSERVAÇÃO As estradas exigem intervenções motivadas tanto pela obsolescência própria dos materiais que as compõem como das falhas, geralmente pontuais, que podem ter origem tanto em situações especiais não identificadas no projeto ou derivadas da construção. Note-se que uma parte importante das obras de uma estrada corresponde aos solos cujas propriedades mudam ao longo da sua localização e as suas prioridades são modificadas pela variação das condições ambientais e de outros fatores que não podem ser controlados. Os estudos mais recentes destinados a melhorar a eficiência da conservação de estradas indicam que os melhores resultados são obtidos quando a técnica de manutenção adequada é aplicada no momento certo CONSERVAÇÃO PREVENTIVA A detecção e reparação de pequenas falhas é o trabalho mais importante realizado pela equipe de manutenção, segundo vários especialistas da área. As fissuras e outros defeitos ou deformações, que em primeira instância são quase imperceptíveis, podem tornar- se num dano muito grave, se não reparado prontamente. Portanto, a inspeção deve ser executada com frequência e cuidadosamente por pessoas qualificadas (DEL VAL MELÚS, 2010). 18

19 Se uma deterioração acentuada do pavimento for detectada, uma investigação completa deve ser feita para detectar se a falha é funcional ou estrutural. Se este for o caso devem ser feitos poços de inspeção ao longo da área danificada para determinar o tipo de reparo necessário. A conservação adequada de uma estrada exige um conjunto de operações durante a vida útil da obra. Estas operações são classificadas em quatro níveis, dependendo das características de trabalho e da periodicidade com a qual normalmente é requerido: operação de manutenção de rotina, operações de manutenção periódica e restaurações (DEL VAL MELÚS, 2010). 1. Operações de manutenção de rotina: são as que envolvem intervenções relativamente frequentes durante o ano. Estão incluídas neste grupo: limpeza, nivelamento das estradas de terra, tapa buracos, limpeza das obras drenagem, sinalização do pavimento etc. 2. Operações de manutenção regular a pagar: as intervenções que podem ser programadas com alguma antecedência, pois são determinados pelo volume de tráfego e / ou tempo, são geralmente repetitivas e cíclicas. Incluem-se nesta categoria: Recebo ligantes granulares, selos de asfalto, reparação de defensas fluviais, reparo das placas de concreto etc. 3. Operações de restauração: são intervenções para retornar a obra deteriorada à sua condição inicial de trabalho às vezes reforçam sem alterar a estrutura subjacente, a fim de evitar a sua destruição, preservar a qualidade do passeio e garantir a integridade estrutural. Normalmente nesta categoria são tratamentos de superfície, micropavimentos, recapeados em pavimentos existentes etc. 4. Conservação de emergência: é o conjunto de operações necessárias para reparar, repor, construir ou restaurar trechos ou estrutura da rodovia que tenham sido selecionados obstruídos ou danificados por um evento extraordinário, catastrófico, ocasionado a interrupção do trafego da rodovia. 19

20 Estas atividades possuem três finalidades principais: Prolongar a vida útil das rodovias; Reduzir o custo de operação dos veículos; Contribuir para que as rodovias se mantenham permanentemente abertas ao tráfego e permitir uma maior regularidade, pontualidade e segurança aos serviços de transporte. É muito importante que todas estas atividades sejam bem executadas, preservando a qualidade do serviço, de modo a fazer com que a atividade em questão cumpra com seu objetivo. As atividades de conservação já foram brevemente citadas anteriormente neste trabalho, com o intuito de relacioná-las como solução aos devidos defeitos. Logo, neste item, as mesmas serão definidas de forma mais completa, levando em consideração sua classificação e características. As atividades de manutenção têm como objetivo preservar ou manter o período de projeto do pavimento, aumentando pouco o nível de serventia, mas evitando a deterioração precoce Já as atividades de reabilitação objetivam prolongar a vida em serviço do pavimento, elevando o nível de serventia próximo ao valor máximo e criando condições para um novo ciclo de deterioração. Por ser um investimento bem maior, esta solução acaba sendo mais cara, porém traz um resultado de maior qualidade (DEL VAL MELÚS, 2010) CONSERVAÇÃO DAS OBRAS DE DRENAGEM Uma forma de conservação preventiva é a limpeza das obras de drenagem. Se elas funcionam corretamente, se evitam algumas das principais causas de danos nos pavimentos. A drenagem é um fator de grande importância no desempenho da maioria dos elementos de uma estrada (DEL VAL MELÚS, 2010). Um sistema de drenagem ineficiente leva a uma aceleração da deterioração de 20

21 obras, especialmente em estradas não pavimentadas onde falhas de drenagem resultam na interdição da estrada. Se algum dos sistemas de drenagem foram obstruídos dever-se proceder à limpeza prontamente. Consequentemente manter a drenagem frequentemente inspecionada seja talvez o investimento mais rentável se possa fazer na gestão da manutenção (DEL VAL MELÚS, 2010). Cada inspeção deve incluir avaliação de poços e de elementos de drenagem superficial para garantir que estejam funcionando corretamente. Se alguns desses sistemas estão entupidos, eles devem ser limpos imediatamente. Estruturas de drenagem devem ser inspecionadas pelo menos 2 vezes por ano para garantir um bom funcionamento FALHAS DO PAVIMENTO Existem vários conceitos básicos que devem ser considerados quando se analisa desempenho de um pavimento. A este respeito, é importante manter em mente que o pavimento com o passar do tempo pode sofrer danos e deterioração, mesmo quando são bem concebidos e construídos em conformidade com todas as especificações e padrões de qualidade. Enquanto outras obras de engenharia têm uma vida indeterminado, pavimentos rodoviários têm uma vida útil determinada; mesmo com uma manutenção ótima chega a um ponto de falha. O pavimento é provavelmente a única estrutura modificada que é concebida para apresentar falhas dentro de um período de tempo específico. O modo de deterioração varia substancialmente, dependendo da interação de vários parâmetros, que controlam ainda mais a taxa de degradação (RODRÍGUEZ, 2004): A estrutura (resistência) de pavimento, incluindo o subleito. O volume de tráfego e do tipo de veículos. Políticas de manutenção. 21

22 Em geral a falha de um pavimento pode ser classificada como estrutural ou funcional. Deve ser lembrado que a mera inspeção visual de falhas do pavimento deve ser considerada cuidadosamente em laboratório para, assim, ser capaz de tirar conclusões reais. a) Falhas funcionais: corresponde a um defeito que se reflete na superfície de rolamento do pavimento e afeta o movimento confortável de veículos, sem impedir o seu uso. b) Falhas estruturais: correspondem a uma deficiência do pavimento, o qual provoca a curto prazo uma redução da capacidade de carga dos mesmos, a falha estrutural é mantida em um estágio avançado na destruição generalizada do pavimento. É associada com a capacidade do pavimento e geralmente refere-se à fadiga da estrutura IMPORTÂNCIA DE PESSOAL TREINADO E TEMPO PARA TRABALHOS DE MANUTENÇÃO Todos os trabalhos de manutenção exigem supervisão adequada, pessoal treinado e bons métodos de trabalho. Se estas condições forem cumpridas simultaneamente, o resultado dos trabalhos de reparação e manutenção será um bom desempenho e, provavelmente, não terá que ser repetido novamente. Uma vez que a maioria das reparações pavimento requer a utilização de asfalto, é essencial que o pessoal de manutenção tenha um conhecimento amplo e bom do comportamento desse material. Para o sucesso na manutenção do pavimento é necessária para saber quais os tipos de asfaltos estão disponíveis no mercado e como usá-los. O trabalho de recapeamento deve ser feito, de preferência, em épocas de tempo quente, de preferência acima de 10 C. Isto não implica que as operações de recapeamento não devem ser feito em outro momento do ano, mas vai exigir um maior cuidado para obter um resultado satisfatório. 22

23 CAPÍTULO II: MÉTODOS DE ANÁLISE DO ESTADO DO PAVIMENTO 2.1. INSPEÇÃO VISUAL Tabela 1: Classificação de estado do pavimento Classificação Estado do pavimento 0-1 Muito mau 1-2 Mau 2-3 Regular 3-4 Bom 4-5 Muito bom (Fonte: RODRÍGUEZ, 2004) Conforme apresentado na Tabela 1, o estado do pavimento é classificado com nota variando de 0 a 5 (RODRIGUEZ, 2004): a) Qualificação 5.0: corresponde a uma superfície de rolamento em perfeitas condições, com textura adequada, impermeável à água e com uma rugosidade superficial que é antiderrapante. Deve ser completamente livre de fissuras, ondulações ou depressões e permitir a velocidade de operação do trecho com absoluta segurança e conforto. b) Qualificação 4.5: corresponde às superfícies em bom estado de rolamento, mas apresenta pequenos defeitos muito isolados, como fissuras não superior a 3 mm e ondulações ou depressões que não excedam a um centímetro. Estes são defeitos que não são notados na velocidade de operação para analisar e julgar corretamente. c) Qualificação 4.0: Presença de fissuras de 3 mm interligadas, formando um aspecto de couro de jacaré, na faixa de rolamento, mas não mais de 5 m 2, ondulações e depressões que não excedam 1,5 cm áreas isoladas. d) Qualificação 3.5: Fissuras de 3 mm em forma de crocodilo ultrapassando áreas de até 20 m 2. Ondulações e depressões de até 2,5 cm. Ligeiros defeitos na textura, como pequena área com excesso de asfalto, além de seções com inclinações excessivas. Ainda assim você pode desenvolver velocidades operacionais com absoluta segurança e conforto. 23

24 e) Qualificação 3.0: Fissuras na forma de pele de crocodilo em grandes áreas de aproximadamente 100 metros lineares. Fissuras longitudinais isoladas de até 1 cm de largura. Ondulações e depressão grave, mas não mais do que 2,5 cm. f) Qualificação 2.5: Fissuras generalizadas na forma de couro de crocodilo. Fissuras frequentes de 1 cm de largura. Ondulações, depressões e assentamentos frequentes da ordem de 2,5 cm ou mais, mas não mais do que 4,0 cm. g) Qualificação 2.0: Fissuras com deslizamentos generalizados. Assentamentos, ondulações e depressões de 2,5 e 4,0 cm. h) Qualificação 1.5: Fissuras generalizadas de todos os tipos. Assentamentos com frequência, alguns com mais de 4,0 cm. Textura inadequada, áreas lisas ou não. Não oferece o conforto adequado. i) Qualificação 1,5-0: Assentamentos e depressões da ordem de 10 cm CURVA DETERIORAÇÃO X TEMPO Pavimentos mostram diferentes relações em função do tempo de acordo com a combinação particular de diferentes fatores envolvidos no mecanismo de deterioração. A Figura 1 mostra uma curva de condição do pavimento em função do tempo (ou repetições de cargas). Isto ilustra o que pode ser definida como uma curva normal ou típica, no que distinguimos três pontos de importância especial (DEL VAL MELÚS, 2010) Ponto A: O pavimento começa a mostrar sintomas menores de deterioração exigindo que início dos trabalhos de manutenção de rotina (selagem de trincas, tapa buracos e aplicação de remendos de pequena proporção). As ações menores corretivas são importantes para controlar os danos (DEL VAL MELÚS, 2010). 24

25 Figura 1: Curva deterioração x tempo (Fonte: DEL VAL MELÚS, 2010) Ponto B: A taxa de deterioração começa a crescer rapidamente, pode ser necessário algum tipo de ação adicional. Este ponto está dentro da área chamada de "reabilitação ótima", em que os investimentos relativamente pequenos produzem grandes benefícios. O pavimento e a qualidade de rolamento não foram severamente danificados, ele conserva muito de sua força original, e uma ação apropriada de reabilitação melhorara muito sua condição e estrutura (DEL VAL MELÚS, 2010). Ponto C: A condição do pavimento está em um estado crítico, tanto funcional como estruturalmente. Neste ponto, normalmente grandes obras de manutenção são necessárias, como reabilitação ou reconstrução. Recentes estudos e observações mostram o seguinte conceito: a fase entre a reconstrução de um novo pavimento e o ponto "B" representa aproximadamente uma redução de 40% de qualidade (de excelente a regular), consumindo 75% da vida do pavimento em termos de repetições de cargas (período de projeto). A partir deste ponto, 15% de tempo (com base no período de projeto), ocorre uma redução adicional de 40% de qualidade (regular a mala), devido ao rápido aumento da taxa de deterioração, o que é produzido pela ação de tráfego numa estrutura resistente e menos envelhecimento. A Figura 1 ilustra este conceito (DEL VAL MELÚS, 2010). 25

26 A definição desses pontos é de significativa importância dentro do contexto de uma política eficaz de Manutenção e Reabilitação (M & R) do pavimento. Os resultados dos diferentes estudos para identificar os pontos A, B e C na curva de condições do pavimento podem ser resumidos como segue (DEL VAL MELÚS, 2010): CARACTERISTICAS DOS PONTOS DAS CONDIÇÕES DO PAVIMENTO, PCI A 70±4 O pavimento começa a precisar de manutenção menor. B 55±7 Inicia incremento de taxa de deterioração. Zona ótima de reabilitação. C 40±6 Inicio de zona de falha, requer ações de manutenção maior. PCI = Índice de condição de pavimento (0-100). Menção aparte requerem os pontos B e C, já que a sua localização é importante desde o ponto de vista da definição de ações de M & R, do custo destes e de sua eficácia (DEL VAL MELÚS, 2010). Figura 2: Características da curva deterioração x tempo (Fonte: DEL VAL MELÚS, 2010) Ponto de Reabilitação - B: a localização deste ponto na chamada de área de reabilitação ideal depende do tipo de estrada e da relação entre o tráfego-estrutura. Curvas de queda apresentadas nas Figuras 1 e 2 mostram um aumento rápido da 26

27 deterioração entre os pontos B e C, com a qualidade se abatendo de um nível aceitável (B), mesmo num curto período de tempo, em comparação com a vida total do pavimento. Além disso, é geralmente certo que o custo da reabilitação vai ficar 3-5 vezes mais cara se for executada quando sua condição atingir um nível abaixo de C, do que se fosse feita entre B e C (DEL VAL MELÚS, 2010). Isto significa que em um curto período de tempo, induz um aumento significativo de custo. O aumento da taxa de deterioração pode ser explicado pelo efeito do tráfego e do intemperismo sobre um pavimento envelhecido e enfraquecido. Uma superfície que desenvolve fissuras que permitem infiltração de água reduz a capacidade de suporte do subleito e de bases granulares, diminuindo a resistência da estrutura integral, de modo que o tráfego induz maiores deflexões que aceleram os danos, permitindo mais a infiltração de água, e assim por diante (DEL VAL MELÚS, 2010). Ponto de falha (C): A definição deste ponto em estruturas que não falham catastroficamente como o pavimento não é fácil de determinar porque tem um importante componente subjetivo. Existem vários esquemas de classificação de qualidade de um pavimento e, por conseguinte, vários pontos ou fases da curva de deterioração. Neste caso, foi adotado o método PCI (Pavement Condition Index) para descrever a sua condição. O método quantifica a condição pavimento entre 0 e 100, como mostrado na Figura 3, com base nos quais é adotada a seguinte classificação (DEL VAL MELÚS, 2010): PCI >70 Boa O pavimento não requere ação especial, só manutenção menor Regular Condição intermediária. Ações recomendáveis. <40 Mau O pavimento requer melhorias. 27

28 Figura 3: Escala PCI (Fonte: DEL VAL MELÚS, 2010) A Figura 3 mostra esquematicamente o processo de avaliação do PCI. É importante para o engenheiro de manutenção se familiarizar com o procedimento. O método é relativamente simples, bem documentado e apresenta uma definição precisa dos diferentes tipos de defeitos em pavimento flexível (DEL VAL MELÚS, 2010). Falaremos mais do índice em outro capitulo COV Custo unitário de operações e dos veículos Outro aspecto a ser considerado está estreitamente relacionado com a deterioração do pavimento, e é o custo unitário de operações e de custo dos veículos (COV) expressa em Vs / km. O COV está associado com a qualidade de passeio de um pavimento. Por exemplo, se a qualidade de passeio é boa, a velocidade de operação é alta, o COV é pequeno e reduzido ao mínimo (RODRÍGUEZ, 2004) A primeira fase da vida do pavimento não proporciona aumento significativo do COV, o aumento ocorre quando o pavimento começa a deteriorar-se, até atingir o valor máximo. As ações da M&R reduzem o COV e melhoram a condição de rolamento da 28

29 estrada. Este conceito é esquematicamente ilustrado na Figura 4. Figura 4: COV (Fonte: RODRÍGUEZ, 2004) 2.4. PCI- PAVEMENT CONDITION INDEX Introdução O Pavement Condition Index, PCI, é um dos principais parâmetros adotados em uma metodologia completa para avaliação e classificação objetiva de pavimentos, flexíveis e rígidos, dentro dos modelos de gestão de estradas disponíveis hoje. A metodologia pode ser facilmente implementada e não requer ferramentas especiais além daquelas que constituem o sistema e que são apresentadas em seguida (RODRÍGUEZ, 2004). A deterioração da estrutura do pavimento é uma função do tipo de dano, a sua severidade e da quantidade ou densidade. A formulação de um índice que leva em conta esses três fatores tem sido complexa, devido ao grande número de condições possíveis. Para superar esta dificuldade introduziu o "valor líquido" como um fator de ponderação, a fim de indicar o grau de envolvimento que cada combinação de classe de dano, nível de severidade e densidade tem sobre a condição do pavimento (RODRÍGUEZ, 2004) 29

30 O PCI é um índice numérico que varia de zero (0) para um pavimento com falhas ou deteriorado até cem (100) para um pavimento em perfeitas condições. Na Tabela 2 são apresentadas as faixas de PCI correspondentes com a descrição qualitativa da condição do pavimento (RODRÍGUEZ, 2004) Tabela 2: Faixa de Classificação do PCI (RODRIGUEZ, 2004) O cálculo do PCI baseia-se nos resultados de um inventário visual da condição do pavimento, onde a classe, severidade e quantidade de defeitos são identificadas. O PCI foi desenvolvido para se obter um índice de integridade estrutural do pavimento e da condição operacional da superfície. Os defeitos e as informações obtidas como parte do inventário fornecem uma percepção clara das causas do dano e sua relação com as cargas ou com o clima (RODRÍGUEZ, 2004) Procedimento de avaliação da condição do pavimento A primeira etapa é o trabalho de campo na qual se identificam os danos considerando classe, severidade e extensão de cada defeito. Essas informações são registradas em formulários adequados para este fim. As Figuras 5 e 6 ilustram exemplos de formulários para a inspeção das superfícies de pavimentos flexível e rígido, respectivamente. Os números são ilustrativos e na prática deve ser fornecido o espaço necessário para gravar todas as informações relevantes (RODRÍGUEZ, 2004) 30

31 Figura 5. Formulário para avaliação da condição de pavimentos com revestimento asfáltico (Fonte: RODRÍGUEZ, 2004) Figura 6: Formulário para avaliação da condição de pavimentos com revestimento rígido (Fonte: RODRÍGUEZ, 2004) 31

32 O processo varia de acordo com o tipo de superfície do pavimento inspecionado. Para obter um valor preciso de PCI recomenda-se seguir as definições de danos contidas no manual do método de avaliação da PCI (RODRÍGUEZ, 2004). Os Anexos 1 e 2 apresentam as curvas de valor deduzido para cada tipo de dano para pavimentos de concreto e asfáltico, respectivamente. A avaliação da condição inclui o seguinte (RODRÍGUEZ, 2004). 1. Equipamento. Odômetro para medir comprimentos e áreas de danos. Régua e fita métrica para determinar a profundidade dos sulcos ou depressões. Manual de Danos da PCI com formulários adequados e em quantidade suficiente para o desenvolvimento da atividade. 2. Processo. A unidade de amostragem é inspecionada para medir o tipo, número e severidade dos danos, de acordo com o Manual de dano, e as informações são gravadas no formulário correspondente. Eles devem conhecer e seguir rigorosamente as definições e procedimentos. Um formulário ou "uma folha de informação digitalizada" é usado para cada unidade de amostragem e formato de cada linha é usado para registrar o dano, a sua extensão e nível de severidade. 3. A equipe de inspeção irá implementar todas as medidas de segurança para deslocamento inspecionado de tal forma que os dispositivos de sinalização e de advertência para veículos de passageiros e do pessoal na estrada Cálculo do PCI Após a conclusão da inspeção no terreno, a informação é usada para calcular a PCI. O cálculo pode ser manual ou computadorizado e baseia-se nos "valores deduzidos a partir de cada dano de acordo com o número e severidade relatado (RODRÍGUEZ, 2004) 32

33 Cálculo do PCI para pavimento flexível Passo 1. Cálculo dos valores deduzidos: 1. a. Registrar de cada tipo e nível de severidade dos danos no formato de coluna TOTAL PCI-01. O dano pode ser medido em área, comprimento ou peso por tipo; 1. b. Dividir a quantidade de cada tipo de dano em cada nível de severidade, a área total da amostragem e expressar o resultado como uma porcentagem. Esta é a densidade do dano, com o nível especificado de severidade dentro da unidade em estudo; 1. c. Determinar o valor deduzido para cada tipo de dano e seu nível de severidade através de curvas chamadas "valor deduzido do dano" anexadas no final (Anexo 2); Passo 2. Cálculo do Número Máximo Permitido de Valores Deduzidos (m). 2. a. Se nenhum ou um dos "valores deduzidos" é maior que 2, o valor usado é o Valor deduzido Total ", em vez do maior "Valor Deduzido Corrigido" CDV, obtido no Passo 4. Em outro caso, devem ser seguidos os passos 2.b. e 2.c. 2. b. Listar os valores individuais deduzidos do maior para o menor. 2. c. Determinar o "número máximo permitido de valores deduzidos" (m), usando a seguinte equação para estradas pavimentadas. 9 m i 1, HDV i 98 onde: mi: máximas permitidas "valores deduzidos" número, incluindo fração para a unidade i amostragem. HDVi: o maior valor deduzido individualmente para a unidade de amostragem i. 2. d. O número de valores individuais é reduzido a m, incluindo a parte fracionária. Se a quantidade de valores deduzidos é menor que m, então deve ser usado todos os valores disponíveis. 33

34 Passo 3. Cálculo do "Valor Máximo Deduzido Fixo" CDV. O CDV máximo é determinado pelo seguinte processo iterativo: 3. a. Determinar o número de valores deduzidos, q, superior a 2,0. 3. b. Determinar o "valor total Deduzido", somando todos os valores individuais deduzidos. 3. c. Determinar o CDV com o "valor total Deduzido" e o q no tipo de curva de correção apropriada a cada pavimento. 3. d. Reduzir a 2,0 menor dos "valores deduzidos" individual que seja superior a 2,0 e repita as fases 3.a a 3.c. até que q seja igual a e. O máximo CDV é o maior do CDV obtido neste processo. Passo 4. Cálculo da unidade PCI 100 subtraindo-se o máximo de CDV, obtido no Passo Cálculo do PCI para pavimento de concreto Passo 1. Cálculo de valores deduzidos. 1. a. Contar o número de placas que ocorre cada combinação de tipo de dano e nível de severidade no formato PCI b. Dividir o número de placas em 1.a. entre o número total de placas e expresse o resultado como uma percentagem (%) Esta é a densidade por unidade de amostragem cada combinação de tipo e severidade do dano. 1. c. Determinar os valores deduzidos para cada combinação de tipo, nível de dano e severidade usando a curva de "Danos" adequada entre eles anexada a este documento (Anexo 1). Passo 2. Cálculo do Número Máximo Permitido de Valores Deduzidos (m) Proceder da mesma forma, como previsto para estradas com camada de rolamento asfáltica. 34

35 Passo 3. Cálculo do "Valor Máximo Deduzido Fixo" CDV. Proceder de forma idêntica às etapas descritas para estradas com camada de rolamento asfáltica, mas usando o correspondente à curva de pavimento de concreto. Passo 4. Cálculo do PCI subtraindo de 100 o valor máximo CDV. A Figura 7 mostra um formulário para a obtenção do "Máximo Valor Deduzido" CDV. Figura 7. Formulário para a obtenção do CDV Cálculo do PCI de uma seção de pavimento Uma seção de pavimento abrange várias unidades da amostra. Se todas as unidades de amostragem são registadas, a seção PCI será a média das unidades amostrais dos PCI calculados QUALIDADE DO ROLAMENTO (RIDE QUALITY) Ao avaliar o pavimento, a qualidade do rolamento (ou qualidade de passeio) deve ser considerada para determinar o nível de severidade dos danos. Um guia geral para auxílio divide a severidade da qualidade de rolamento em três níveis (DEL VAL MELÚS, 2010) L (Low: Baixa): são percebidas vibrações no veículo, mas não é necessária uma redução de velocidade por razões de desconforto ou segurança; M: (Medium: Média): as vibrações no veículo são significativas e é necessária 35

36 alguma redução velocidade por razões de conforto e segurança; H (High: Alta): as vibrações do veículo são tão excessivas que a velocidade deve ser reduzida consideravelmente, por razões de conforto e segurança; ondulações ou depressões que causam o rebote excessivo do veículo, criando um desconforto significativo ou maior perigo potencial ou graves danos ao veículo. A qualidade do rolamento é determinada percorrendo, com um carro comum, a seção de pavimento a uma velocidade padrão estabelecida pelo limite legal. 36

37 CAPITULO III: CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS 3.1. CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS De uma forma geral, os pavimentos podem ser classificados em Rígidos e Flexíveis. O Pavimento Rígido, pouco deformável, é constituído principalmente por concreto de cimento Portland. O pavimentos flexível, constituído de revestimento betuminoso delgado sobre camadas puramente granulares, admite um certo limite de deformações sem se romper (ODA, 2014) Pavimentos flexíveis REVESTIMENTO camada destinada a resistir diretamente às ações do tráfego, a impermeabilizar o pavimento, a melhorar as condições de rolamento, no que se refere ao conforto e à segurança, e a transmitir, de forma atenuada, as ações do tráfego às camadas inferiores. BASE camada destinada a resistir às ações dos veículos e a transmiti-las, de forma conveniente, ao subleito. SUB-BASE camada complementar à base, com as mesmas funções desta e executada quando, por razões de ordem econômica, for conveniente reduzir a espessura da base. REFORÇO DO SUBLEITO camada existente, no caso de pavimentos muito espessos, executadas com o objetivo de reduzir a espessura da própria sub-base. REGULARIZAÇÃO DO SUBLEITO camada de espessura variável, executada quando se torna necessário preparar o leito da estrada para receber o pavimento; a regularização não constitui, propriamente, uma camada de pavimento, pois tem espessura variável, podendo ser nula em um ou mais pontos da seção transversal. 37

38 Um pavimento flexível, dependendo das características de suporte do subleito, pode ser constituído por uma das seguintes formas (ODA, 2014): revestimento, base, sub-base e reforço do subleito revestimento, base e sub-base revestimento e base revestimento No dimensionamento dos pavimentos, por razões técnico-econômicas, fixam-se características mínimas a serem satisfeitas pelas diferentes camadas. Um pavimento constituído por revestimento, base e uma camada de material que não satisfaz as especificações de sub-base, mas atende as de reforço de subleito, sendo o conjunto assente sobre o subleito é considerado do ponto de vista geométrico, constituído por revestimento, base e sub-base (ODA, 2014). Do ponto de vista estrutural, esse pavimento é constituído por revestimento, base (com espessura maior que a necessária se houvesse uma sub-base) e reforço do subleito. As características marcantes desse tipo de pavimento são (ODA, 2014): o material da superfície de rolamento é uma mistura asfáltica, composta de asfalto e material pétreo (pedra britada). É esbelta e relativamente flexível. O asfalto participa com teores de 5 e 10%. A mistura mais nobre é o concreto asfáltico usinado, que tem os menores teores de asfalto e maior densidade. Menos nobres e mais ricos em asfalto são os tratamentos superficiais, construídos no local e de maneira mais artesanal; a camada estruturalmente mais importante é a base, que receberá grandes tensões do tráfego, pois o revestimento betuminoso não tem espessura e rigidez suficiente para distribuir as tensões como acontece no pavimento rígido; a base é, de modo geral, entre 5 e 20 vezes mais espessa que o revestimento betuminoso; 38

39 a distribuição de tensões se dá mais devido à espessura que devido à rigidez das camadas, que podem ser granulares e não apresentar resistência à tração; para a mesma carga os pavimentos flexíveis têm espessura total 1,5 a 2 vezes maior que os rígidos; além disso, o nível de tensões a que o subleito é submetido é maior nos pavimentos flexíveis; as misturas betuminosas são sensíveis aos combustíveis, principalmente diesel e querosene; a vida útil e o intervalo entre manutenções são menores que no rígido Pavimentos Rígidos O pavimento rígido é constituído de (ODA, 2014): placa de concreto de cimento camada que desempenha ao mesmo tempo o papel de revestimento e de base sub-base camada construída, algumas vezes, com o objetivo de evitar o bombeamento dos solos do subleito. As características marcantes desse tipo de pavimento são (ODA, 2014): a placa de concreto de cimento Portland, geralmente não armada, de espessura típica entre 18 e 40 cm, distribui as tensões impostas pelo carregamento; a sub-base de pedra britada ou material cimentado tem a função de melhorar e uniformizar o suporte, além de drenar (caso de material granular); subleito recebe tensões relativamente pequenas, distribuídas por uma superfície grande; para placas não armadas a forma é aproximadamente quadrada, de dimensões entre 3,5 a 6,0 cm. Para placas com armadura de contenção de fissuras (próxima à linha neutra) as dimensões podem ser maiores; 39

40 entre as placas existem juntas, nas quais pode haver ferragem com uma ou duas funções: transmitir esforços verticais para a placa vizinha ou não permitir que as placas se separem; pelas suas características o pavimento rígido, se bem projetado e construído, tem vida inicial mais longa e maior espaçamento entre manutenções (em relação ao flexível); pavimento rígido é resistente aos efeitos solventes dos combustíveis como óleo diesel e querosene de aviação COMPORTAMENTO DOS PAVIMENTOS O pavimento, se comparado com outras estruturas usuais da engenharia civil, tem vida curta. É na realidade, construído para ser destruído pelo tráfego ao longo de 10, 20 ou no máximo 50 anos. Por esse motivo a compreensão dos processos de deterioração e destruição do pavimento é de vital importância. Do ponto de vista funcional, o pavimento tem a tarefa de suportar o tráfego em condições de velocidade, segurança, conforto e economia. Essa função está intimamente relacionada com o estado da superfície de rolamento. A evolução das condições de rolamento, por sua vez, depende das intempéries, do tráfego e das características estruturais do pavimento (ODA, 2014) CAMADAS DOS PAVIMENTOS Bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas As bases e sub-bases podem ser divididas em granulares e estabilizadas. BASES E SUB-BASES GRANULARES - são as camadas constituídas por solos, britas de rochas ou de escória de alto-forno, ou ainda pela mistura desses materiais; a expressão granular tem, também, uma conotação com o comportamento estrutural - as camadas puramente granulares são sempre flexíveis. 40

41 São classificadas em (ODA, 2014): bases e sub-bases granulares por correção granulométrica; macadame hidráulico macadame seco. BASES E SUB-BASES GRANULARES POR CORREÇAO GRANULOMÉTRICA As bases e sub-bases granulares por correção granulométrica são conhecidas como "estabilização granulométrica", "estabilização por compactação" ou "estabilização mecânica". São executadas pela compactação de um material ou de misturas de materiais que apresentam granulometria apropriada, fixada em especificações. Quando esses materiais ocorrem em jazidas (saibro, cascalho etc.) têm-se a utilização de materiais naturais. Muitas vezes esses materiais devem sofrer beneficiamento prévio, como britagem e peneiramento, para eliminação de certas frações. Quando se utiliza uma mistura natural e pedra britada tem-se sub-bases e bases de solo-brita e quando se utiliza produtos de britagem tem-se as sub-bases e bases de bica-corrida ou brita graduada. MACADAME HIDRÁULICO consiste de uma camada de brita de graduação aberta, de tipo especial (ou brita tipo macadame), que após compressão tem os vazios preenchidos pelo material de enchimento, constituído por finos de britagem (pó de pedra) ou mesmo por solos de granulometria e plasticidade apropriadas; a penetração do material de enchimento é promovida pelo espalhamento na superfície, seguido de varredura, compressão (com ou sem vibração) e irrigação. MACADAME SECO consiste de base ou sub-base obtidas através de modificação conveniente da granulometria dos materiais, de modo a prescindir da irrigação; essa característica (ausência de irrigação) diferencia o macadame seco do macadame hidráulico. 41

42 BASES E SUB-BASES ESTABILIZADAS - são as camadas que, além de solo e brita, recebem agentes estabilizantes como cimento Portland, cal, betume, resinas etc. Possuem técnicas construtivas semelhantes às granulares por correção granulométrica. SOLO-CIMENTO - é uma mistura devidamente compactada de solo, cimento Portland e água. A mistura solo-cimento deve satisfazer a certos requisitos de densidade, durabilidade e resistência, apresentando como resultado um material duro, cimentado, de acentuada rigidez à flexão. SOLOS MELHORADOS COM CIMENTO - obtidos quando são utilizados pequenos teores de cimento, visando primordialmente à modificação do solo no que se refere a sua plasticidade e sensibilidade à água, sem cimentação acentuada. São considerados flexíveis. SOLO-CAL - é uma mistura de solo, cal e água e, às vezes, de "fly-ash" (cinza volante), uma pozalana artificial. A cal estabiliza um solo agindo: por modificação do solo, no que se refere a sua plasticidade e sensibilidade à água; por carbonatação, que é uma cimentação fraca; por pozolanização, que é uma cimentação forte. SOLO-BETUME - é uma mistura de solo, água e material betuminoso Bases e sub-bases rígidas São as de concreto de cimento Portland e possuem acentuada resistência à tração Revestimentos Podem ser classificados da seguinte forma (ODA, 2014): 42

43 a) REVESTIMENTOS FLEXÍVEIS POR CALÇAMENTO ALVENARIA POLIÉDRICA: consistem de camadas de pedras irregulares, assentadas e comprimidas sobre um colchão, de regularização, constituído de material granular apropriado. As juntas entre as pedras são tomadas com pequenas lascas de pedras e com o próprio material do colchão. PARALELEPÍPEDOS: são constituídos por blocos regulares, assentes sobre um colchão de regularização. As juntas entre os paralelepípedos podem ser tomadas com o próprio material do colchão de regularização, com materiais ou misturas betuminosas, ou com argamassa de cimento b) REVESTIMENTOS FLEXÍVEIS BETUMINOSOS por PENETRAÇÃO DIRETA ou INVERTIDA: tratamentos superficiais simples, duplos ou triplos; macadame betuminoso; por MISTURA: pré-misturados a quente; pré-misturados a frio; concreto betuminoso ou concreto asfáltico. c) REVESTIMENTOS RÍGIDOS CONCRETO DE CIMENTO: constituído por uma mistura de cimento Portland, areia, agregado graúdo e água, colocada em uma camada devidamente adensada, que funciona ao mesmo tempo como revestimento e base do pavimento. MACADAME CIMENTADO: uma camada de brita de graduação aberta, devidamente comprimida, cujos vazios são posteriormente preenchidos com argamassa de cimento. 43

44 CAPITULO IV: DANOS EM PAVIMENTOS 4.1. PAVIMENTOS DE CONCRETO ASFALTICO Neste capitulo serão expostas as falhas mais comuns em pavimentos asfálticos, a descrição e os níveis de severidade de cada defeito, segundo a qualidade de rolamento e as medidas de conservação e reparação (VALENZUELA, 2003). Vale ressaltar que os manuais de referência empregados são espanhóis, o que produz algunas diferenças nos tipos de danos (defeitos) se comparados com os manuais e trabalhos publicados (SOUZA, 2015) de pavimentos utilizados no Brasil. Estabeleceremos distintas opções de reparação segundo os níveis de severidade do capitulo 2 RIDE QUALITY. Segundo o nível de severidade, recomendamos varias opções de tratamento a serem realizadas, mas não tem por que ser feitas todas TRINCAS POR FADIGA Descrição: são fendas interligadas que formam uma série de pequenos blocos que se assemelham a um crocodilo São conhecidas como trincas por fadiga, couro de crocodilo ou pele de jacaré, tem como origem a falha por fadiga da camada de asfalto sob ação repetida de cargas de tráfego. A fissuração começa na parte inferior da camada de asfalto (ou base estabilizada) e em que os esforços e deformações são mais elevados de tensão sob a carga da roda. Inicialmente, as rachaduras propagadas para a superfície como uma série de 44

45 fendas longitudinais paralelas. Após as cargas repetidas de tráfego, rachaduras se conectam para formar polígonos com ângulos agudos que desenvolvem um padrão semelhante à pele de jacaré. Geralmente, o maior lado não excede os 0,60 m. 45

46 A fadiga ocorre geralmente em áreas sujeitas a cargas repetidas de tráfego, principalmente nas trilhas de rodas. Por conseguinte, não pode ocorrer ao longo de toda a área ao menos que todo o pavimento seja sujeito a cargas de tráfego em sua totalidade. Um padrão de rachaduras produzidas em uma área não sujeita a cargas é chamada "fissuras" em bloco, cuja origem não é devido à ação da carga repetitiva. Esta falha é vista como um dano estrutural importante e, geralmente, ocorre acompanhado de afundamentos. Níveis de severidade: L (Low: Baixo): fendas finas capilares e longitudinais que se desenvolvem em paralelo com poucas ou nenhuma interligada. Rachaduras não apresentam rotura do material ao longo das laterais da fenda (Figura 8). M (Medium: Média): O desenvolvimento de fissuras do nível L em um padrão ou rede rachaduras que podem estar ligeiramente descascadas (Figura 9). H (High:Alto): A rede ou padrão que evoluiu de tal modo que partes ou peças são bem definidas. Algumas peças podem mover-se com o passo dos veículos (Figura 10). Medida: Eles são medidas em metros quadrados de área afetada. A principal dificuldade em medir tal dano é que muitas vezes dois ou três níveis de severidade coexistem numa área. Se estas porções podem ser diferenciados facilmente são registadas separadamente. Caso contrário, toda a área deve ser classificada no nível mais alto de severidade. Opções de reparação: L: Não fazer nada, selagem da superfície. Recapeamento. M: Recapeamento de profundidade parcial ou total (profundidade). Recapeamento. Reconstrução. H: Recapeamento parcial ou de profundidade total. Recapeamento. Reconstrução. 46

47 Figura 8: Trincas por fadiga de severidade baixa Figura 9: Trincas por fadiga de severidade média Figura 10: Trincas por fadiga de severidade alta 47

48 EXSUDAÇÃO Descrição: a exsudação é uma película de material asfáltico na superfície do pavimento, o que forma uma superfície brilhante, clara e reflexiva que geralmente torna-se pegajosa. Ela é causada por excesso de asfalto, ou por um baixo teor de vazios de ar (SOUZA, 2015). Ocorre quando o asfalto preenche os vazios da mistura quando aplicado a altas temperatura ambientais e então se expande na superfície do pavimento. Como o processo de exsudação não é reversível durante o tempo frio, o asfalto irá acumularse sobre a superfície. Níveis de severidade L: A exsudação ocorre apenas em um grau muito leve e é detectável apenas poucos dias do ano. O asfalto não cola nos sapatos ou veículos (Figura 11). M: o asfalto cola nos sapatos e veículos apenas por algumas semanas por ano (Figura 12). H: O asfalto cola em sapatos e veículos para pelo menos várias semanas por ano (Figura 13). Medida Ela é medida em metros quadrados de área afetada. Opções de reparação L: Não fazer nada. M: areia / agregado é aplicada e passamos um cilindro. H: areia / agregado e cilindro ( pré-aquecimento se for necessário). 48

49 Figura 11: Compactação do pavimento Figura 12: Exsudação de severidade baixa Figura 13: Exsudação de severidade média 49

50 Figura 14: Exsudação de severidade alta TRINCAS EM BLOCOS Descrição: as trincas em bloco são fendas interligadas que dividem o pavimento em pedaços aproximadamente retangulares. Os blocos podem variar em tamanho de 0,30 m a 3,0 m x 0,3 m x 3,0 m. Originam-se principalmente pela contração concreto e asfalto pelos ciclos de temperatura diária (que provoca ciclos diários de tensão / deformação) (SOUZA, 2015). As trincas em bloco não estão associadas com cargas e indicam que o asfalto tem ficado mais duro significativamente. Geralmente ocorre ao longo de uma grande parte do pavimento. Este tipo de danos difere das trincas de fadiga em que nesse caso os pedaços são muito menores, muitos mais ângulos e lados afiados. Além disso, ao contrário dos blocos, as trincas de fadiga são causadas por cargas repetidas de tráfego e, por conseguinte, somente se produzem em áreas sob cargas de veículos (pelo menos na primeira fase). Níveis de severidade L: Blocos definidos por trincas de baixa severidade (Figura 14). M: blocos definidos rachaduras severidade média (Figura 15). H: blocos definidos por fendas de severidade alta (Figura 16). 50

51 Medida As trincas são medidas em metros quadrados de área afetada. Geralmente, apresentam um único nível de severidade em uma seção do pavimento. No entanto, qualquer área da seção que tiver diferentes níveis de severidade devem ser medidas e registadas separadamente. Opções de reparação L: Selagem de fissuras de mais de 3,0 mm de largura. M: Selagem de fissuras, reciclagem superficial. Recapeado quente e escarificarão H: Selagem de fissuras, reciclagem superficial. Recapeado quente e escarificarão Figura 15: Trincas em bloco de severidade baixa Figura 16: Trincas em bloco de severidade média 51

52 Figura 17: Trincas em bloco de severidade alta AFUNDAMENTOS Descrição: os afundamentos são deslocamentos que ocorrem na superfície dos pavimentos e podem ser causados por vários fatores, incluindo: 1. Elevação ou flexão das lajes de concreto com cimento Portland de revestimento de concreto asfáltico. 2. Expansão por congelamento 3. Infiltração e elevação do material em uma trinca em combinação com cargas de tráfego (Às vezes chamada de "tenting"). Os afundamentos são deslocamentos para baixo, pequenos e escarpados, da superfície do pavimento. As distorções e deslocamentos que ocorrem em grandes áreas de pavimento, causando grandes depressões na mesma, são chamados de "bombeamento" (swelling). Níveis de severidade L: qualidade tráfego de baixa severidade (Figura 18). M: severidade média qualidade do tráfego (Figura 19). H: qualidade tráfego de alta severidade (Figura 20). 52

53 Medida Eles são medidos em metros lineares. Se aparecer um padrão em perpendicular ao fluxo de tráfego e estão espaçados menos do que 3,0 m, o dano é chamado de corrugarão. Se o afundamento está em combinação com uma trinca, ela é também registada. Opções de reparação L: Não fazer nada. M: Reciclagem a frio. Remendo profundo ou parcial. H: Reciclagem a frio (fresagem). Remendo profundo ou parcial. Figura 18: Afundamento de severidade baixa Figura 19: Afundamento de severidade média 53

54 Figura 20: Afundamento de severidade alta CORRUGAÇÃO Descrição: A corrugação é uma série de picos e depressões, que ocorrem em intervalos mais ou menos regulares, geralmente inferiores a 3,0 m. As cimas são perpendiculares à direção do tráfego. Esse tipo de dano é geralmente causado pela ação de tráfego combinado com um revestimento ou uma base instável. Se as protuberâncias ocorrer numa série de menos de 3,0 m de separação entre eles, seja qual for a causa, o dano é chamado de ondulação. Níveis de severidade L: qualidade baixa do tráfego (Figura 21). M: qualidade média do tráfego (Figura 22). H: qualidade alta do tráfego (Figura 23). Medida A corrugação é medida em metros quadrados de área afetada. Opções de reparação L: Não fazer nada. M: Reconstrução. H: Reconstrução. 54

55 Figura 21: Corrugação de severidade baixa Figura 22: Corrugação de severidade média Figura 23: Corrugação de severidade alta 55

56 DEPRESSÃO Descrição: quando a superfície do pavimento apresenta níveis ligeiramente mais baixos do que a superfície em torno dele é chamada de depressão do pavimento. Em várias ocasiões, as depressões suaves são visíveis somente depois da chuva, quando a água armazenada forma uma "poça". São formados pelo afundamento do nível da estrada ou pela construção inadequada. Originam alguma rugosidade e quando são profundas ou são cheias de água podem causar aquaplanagem. Níveis de severidade Profundidade máxima de depressão: L: 13,0 para 25,0 mm (Figura 24). M: 25,0 para 51,0 mm (Figura 25). H: Mais de 51,0 mm (Figura 26). Medida Ela é medida em metros quadrados da zona afetada. Opções de reparação L: Não fazer nada. M: Remendo superficial, parcial ou remendo profundo. H: Remendo superfície, parcial ou remendo profundo. Figura 24: Depressão do pavimento de severidade baixa 56

57 Figura 25: Depressão do pavimento de severidade média Figura 26: Depressão do pavimento de severidade alta TRINCAS NOS BORDOS Descrição: são paralelas e apresentam uma distância entre 0,30 e 0,60 m da borda exterior do pavimento. Normalmente este tipo de trincas tem origem por falta de apoio lateral (berma) (Figura 27). Este dano é acelerado por cargas de tráfego e pode resultar do enfraquecimento, devido às condições meteorológicas, da base ou sub-base próxima da borda do pavimento. A área entre a trinca e a borda do pavimento é classificada de acordo com a forma em que eles fragmentaram no pavimento (às vezes tanto que as peças podem ser removidas). 57

58 Figura 27: Esquema de trincas nos bordos do pavimento Níveis de severidade L: baixo ou médio, sem fragmentação ou desprendimento (Figura 28). M: Trincas com alguma fragmentação e desprendimento (Figura 29). H: fragmentação considerável ou descamação ao longo da borda (Figura 30). Medida A fenda de borda é medida em metros lineares. Opções de reparação L: Não fazer nada. Selagem de fissuras maiores do que 3 mm. M: Selagem de fissuras. Remendo parcial-profundo. H: Remendo parcial-profundo. Figura 28: Trinca de borda de severidade baixa 58

59 Figura 29: Trinca de borda de severidade baixa Figura 30: Trinca de borda de severidade baixa TRINCAS POR REFLEXÃO Descrição: este dano ocorre apenas no pavimento asfáltico construído sobre uma laje de cimento Portland. Não inclui as fissuras em pavimentos com outros tipos de base (por exemplo, estabilizado com cimento ou cal). Estas fissuras são causadas geralmente pelo movimento da laje de cimento Portland, induzida pela temperatura ou umidade, que se reflete para a superfície do concreto asfáltico (Figura 31). O dano não é relacionado com as cargas, mas as cargas de tráfego podem causar a ruptura do concreto asfáltico próxima da trinca. O conhecimento das dimensões da laje subjacente à superfície de concreto asfáltico ajuda a identificar esses danos. 59

60 Figura 31: Esquema de trincas por reflexão Níveis de severidade L: Ocorre uma das seguintes condições (Figura 32): 1.Trinca sem preenchimento inferior a 10,0 mm, ou 2.Trinca preenchida de qualquer largura M: Ocorre uma das seguintes condições: 1. Trinca não preenchida entre 10,0 mm e 76,0 mm (Figura 33). 2. Trinca preenchida com qualquer largura de até 76,0 mm cercados por uma fissuração irregular. 3. Trinca preenchida com qualquer largura rodeada por uma fissuração irregular. H: Ocorre uma das seguintes condições (Figura 34): 1. Qualquer trinca preenchida ou não, cercada por uma fissuração irregular de severidade média ou alta. 2. Trincas não preenchidas de mais de 76,0 mm. 3. Trinca de qualquer largura, e com o pavimento em torno da trinca severamente fraturada Medida A medida se faz em metros lineares. O comprimento e nível de severidade de cada tipo trinca devem ser registrados separadamente. Por exemplo, uma trinca de 15,0 m pode ter apenas 3,0 m de severidade alta, sendo que esta deve ser registrada separadamente. Opções de reparação. L: Selagem com largura superior a 3,00 mm. M: Selagem de fissuras. Remendo profundidade de parcial. H: Remendo de profundidade parcial. Reconstrução. 60

61 Figura 32: Trinca por reflexão de severidade baixa Figura 33: Trinca por reflexão de severidade média Figura 34: Trinca por reflexão de severidade alta 61

62 DESNÍVEL ENTRE PISTA E ACOSTAMENTO Descrição: é uma diferença de nível entre o pavimento e a borda. Este dano é devido à erosão da berma, assentamento ou recapeamento da faixa de rodagem, sem ajustar o nível da berma. Níveis de severidade L: A diferença em elevação entre a borda do pavimento e a berma varia entre 25,0 e 51,0 mm (Figura 35). M: Diferença na elevação entre 51,0 mm e 102,0 mm (Figura 36). H: Diferença na elevação é superior a 102,00 mm (Figura 37). Medida Medida em metros lineares. Opções de reparação L, M, H: Re-nivelamento das bermas para ajustar ao nível das faixas. Figura 35: Desnível entre pista e acostamento de severidade baixa 62

63 Figura 36: Desnível entre pista e acostamento de severidade média Figura 37: Desnível entre pista e acostamento de severidade alta DESGASTE Descrição: este dano é causado pela repetição de cargas de tráfego. Quando o agregado torna-se polido, a aderência com os pneus do veículo é reduzida consideravelmente. Quando a porção de agregados que se encontra na superfície é pequena, a textura do pavimento não contribui de forma significativa para reduzir a velocidade do veículo. Esse tipo de dano é identificado quando o valor de um teste de resistência ao atrito é baixo ou que tenha reduzido significativamente desde a avaliação anterior. 63

64 Níveis de severidade Não é definido nenhum nível de severidade. No entanto, o grau de polimento deve ser consideravelmente alto antes de ser incluído em uma avaliação da condição e contabilizada como defeito. Medida Ela é medida em metros quadrados de área afetada. Se for considerado o defeito exsudação, o polimento de agregados não deve ser contabilizado. Opções de reparação. L, M, H: Não fazer nada. Tratamento superficial. Fresagem e Recapeamento PANELAS Descrição: os buracos são pequenas depressões na superfície do pavimento, geralmente com diâmetro inferior a 0,90 m em forma de tigela. Normalmente eles têm bordas afiadas e lados verticais perto do topo. O crescimento dos espaços vazios é acelerado pelo acúmulo água nele. A desintegração do pavimento, e devido misturas pobres, fraquezas superfície da base ou subnível, ou porque tenha atingido uma condição de trincas de fadiga de alta severidade. Muitas vezes os buracos estão associados a danos estruturais e não deve ser confundido com desprendimento ou desgaste. Quando os buracos são produzidos por trincas de fadiga de alta severidade devem ser registadas como panelas, não como intemperismo. Níveis de severidade Os níveis de severidade para furos de diâmetro menor do que 762 mm são baseadas na profundidade e diâmetro dos mesmos, de acordo com a Tabela 3 (Figuras 37 a 39). 64

65 Profundidade máxima Tabela 3: Níveis de severidade de panelas Diâmetro medio 102 a 203 mm 203 a 457 mm 457 a 762 mm 12,7 a 25,4 mm L L M >25,4 a 50,8 mm L M H >59,8 mm M M H Medida As panelas são medidas por unidades classificando se são de baixa, média e alta severidade, separadamente. Opções de reparação L: Não fazer nada. Remendo parcial ou profundo. M: Remendo parcial ou profundo. H: Remendo profundo. Figura 37: Panela de severidade baixa Figura 38: Panela de severidade média 65

66 Figura 39: Panela de severidade alta DEFORMAÇÃO PERMANENTE Descrição: consiste de uma depressão na superfície do pavimento em contato com os pneus. Pode ocorrer o levantamento do pavimento ao longo dos lados do afundamento, mas em muitos casos, isso só é visível depois da chuva, quando as faixas estão cheias de água. Pode ser derivado do afundamento em qualquer das camadas do pavimento, geralmente causada pela consolidação ou movimento lateral dos materiais devido à carga. Um afundamento de severidade alta pode levar à insuficiência estrutural do pavimento. Níveis de severidade Profundidade média: L: 6.0 a 13,0 mm (Figura 40). M:> 13,0 mm a 25,0 mm (Figura 41). H:> 25,0 mm (Figura 42). Medida A deformação é medida em metros quadrados da área afetada e sua severidade é definida pela profundidade média da banda de rodagem. A profundidade média é calculada colocando uma régua perpendicular à direção da mesma, medindo a sua profundidade. 66

67 Opções de reparação L: Não fazer nada. Fresagem e recapeado. M: superficial, parcial ou remendo profundo. Fresagem e recapeado. H: superfície remendo profundo ou parcialmente. Fresagem e recapeado. Figura 40: Deformação permanente de severidade baixa Figura 41: Deformação permanente de severidade média Figura 42: Deformação permanente de severidade alta 67

68 DESLOCAMENTO Descrição: é um movimento longitudinal e permanente de uma área localizada da superfície do pavimento produzido por cargas de tráfego, que gera uma onda curta e abrupta na superfície. Normalmente, isto ocorre apenas em misturas instáveis aplicadas em pavimentos asfálticos (redução ou emulsão). Os deslocamentos também podem ocorrer na zona de transição entre pavimentos asfálticos e pavimentos de concreto de cimento Portland. Níveis de severidade L:O deslocamento provoca qualidade de tráfego de baixa severidade (Figura 43). M:O deslocamento provoca qualidade de tráfego de severidade média (Figura 44). H: O deslocamento provoca qualidade de tráfego de alta severidade (Figura 45). Medida Os deslocamentos são medidos em metros quadrados de área afetada. Opções de reparação L: Não fazer nada. Fresagem. M: Fresagem. Remendo parcial ou profundo. H: Fresagem. Remendos parcial ou profundo. Figura 43: Deslocamento de severidade baixa 68

69 Figura 44: Deslocamento de severidade média Figura 45: Deslocamento de severidade alta TRINCAS PARABÓLICAS (SLIPPAGE) Descrição: trincas parabólicas (escorregamento) são rachaduras com forma de meia lua crescente. Elas são produzidas quando as rodas que freiam ou giram induzem o deslocamento da superfície do pavimento. Normalmente, este dano ocorre na presença de uma mistura asfáltica de baixa resistência ou uma ligação fraca entre a superfície e a camada seguinte na estrutura pavimento. Este dano não tem nenhuma ligação com os processos de instabilidade geotécnica da estrada. Nível de Severidade L: largura média inferior a 10,0 mm de fenda (Figura 46). M: Existe uma das seguintes condições (Figura 47): 69

70 1. Largura das trincas entre 10,0 mm e 38,0 mm. 2. A área em torno da trinca esta quebrada em pequenos pedaços ajustados. H: Existe uma das seguintes condições (Figura 48): 1. Dimensão superior a 38,0 mm de fenda. 2. A área em torno da trinca esta quebrada em pedaços facilmente removíveis. Medida Medida em metros quadrados e é qualificado de acordo com o mais alto nível de severidade presente. Opções de reparação L: Não fazer nada. Remendo parcial. M: Remendo parcial. H: Remendo parcial. Figura 46: Trincas parabólicas baixa severidade Figura 47: Trincas parabólicas média severidade 70

71 Figura 48: Trincas parabólicas alta severidade DESPRENDIMENTO DE AGREGADOS Descrição: desprendimento de agregados é a perda da superfície do pavimento devido à perda de ligante asfáltico e das partículas soltas de agregado. Este dano indica que o asfalto aglutinante endureceu sensivelmente ou que esta mistura é de má qualidade. Além disso, a perda pode ser causada por determinado tipo de tráfego, como, por exemplo, caminhões que, devido ao derramamento de óleos, provocam o amolecimento da superfície e perda de agregados. Níveis de severidade L: O pavimento começa a perder os agregados ou o ligante. Em algumas áreas da superfície começa a afundar. No caso de derrame de óleo, a mancha é visível, mas a superfície é dura e não pode ser penetrada com uma moeda (Figura 49). M: O pavimento já perdeu alguns agregados ou ligante. A textura da superfície é moderadamente áspera, e com pequenos buracos. No caso de derrame de óleo, a superfície é macia e pode penetrar com uma moeda (Figura 50). H: Perda considerável de agregado ou ligante. A textura da superfície é muito áspera e severamente oca. Áreas de buracos têm diâmetros inferiores a 10,0 mm e profundidades inferiores a 13,0 mm. No caso derramamento de óleo, o ligante asfáltico perdeu o seu efeito aglutinante e o agregado está solto (Figura 51). Medida 71

72 São medidas em metros quadrados de área afetada. Opções de reparação L: Não fazer nada. Selagem superficial. Tratamento superficial. M: Selagem superficial. Tratamento superficial. Recapeamento H: Tratamento superficial. Recapeamento. Reciclagem. Reconstrução. Figura 49: Desprendimento de agregados severidade baixa Figura 50: Desprendimento de agregados severidade média Figura 51: Desprendimento de agregados severidade alta 72

73 4.2. FALHAS EM PAVIMENTO DE CONCRETO DILATAÇÃO Descrição: ocorre em climas quentes, geralmente em um trinca ou uma junta transversal que não é suficientemente ampla para permitir a expansão da laje. Normalmente, a largura é insuficiente devido à infiltração de material no espaço da junta. Quando expansão não pode dissipar a pressão suficiente, ocorrerá um movimento ascendente das bordas da laje (encurvada) ou fragmentação na proximidade da junta. Níveis de severidade L: Provoca baixa qualidade de circulação (Figura 52). M: Provoca média qualidade de circulação (Figura 53). H: Provoca alta qualidade de circulação (Figura 54). Medida Em uma fenda, a dilatação é considerada como presente em uma laje. No entanto, se ocorrer em uma junta e ela afetar as duas placas contabiliza-se em ambas. Quando a severidade da dilatação deixa ao pavimento inutilizável, este deve ser reparado imediatamente. Opções de reparação L: Não fazer nada. Remendos profundo ou parcial. M: Remendos profundos. Substituição da laje. H: Remendos profundos. Substituição da laje. 73

74 Figura 52: Dilatação de severidade baixa Figura 53: Dilatação de severidade média Fonte: VALENZUELA, 2003 Figura 54: Dilatação de severidade alta 74

75 TRINCA DE CANTO Descrição: é uma trinca nas juntas de canto que intercepta as juntas de uma laje a uma distância menor ou igual a metade do comprimento dos mesmos em ambos os lados, medida a partir do canto. Por exemplo, uma laje com dimensões de 3,70 m por 6,10 m tem uma rachadura de 1,50 m de um lado e 3,70 m no outro lado, isso não é considerado fenda de canto mas uma fenda diagonal; porém, uma rachadura que se cruza um lado para o outro lado de 1,20 m para 2,40 m, e uma fenda de canto. Geralmente, a repetição das cargas combinadas com a perda de apoio e os esforços laterais originam estas fendas. Níveis de severidade L: Se o pavimento presenta uma fissura de baixa severidade e a área entre a fissura e as juntas está ligeiramente rachado ou não tem rachaduras (Figura 55). M: Se o pavimento apresenta uma fissura de severidade média ou a área entre a fissura e as juntas apresenta uma rachadura de severidade média (M) (Figura 56). H: Se o pavimento apresenta uma fissura de alta severidade ou a área entre a junta e a fenda está muito rachada (Figura 57). Medida Laje danificada é considerada como uma (1) se: 1. Apenas uma trinca de canto 2. Contem mais de uma rachadura de uma severidade particular. 3. Ela contém duas ou mais fendas de diferentes severidades. Por duas ou mais fendas consideramos o mais alto nível de severidade. Por exemplo, uma laje tem uma fenda baixo canto severidade e um de severidade média, será contado como um (1) laje com uma fenda de cano média. Opções de reparação L: Não fazer nada. Selagem de fissuras de mais de 3 mm. 75

76 M: Selagem de fissuras. Remendo profundo. H: Remendo profundo. Figura 55: Trinca de canto de severidade baixa Figura 56: Trinca de canto de severidade média Figura 57: Trinca de canto de severidade alta 76

77 DIVISAO DA LAJE. Descrição: a laje é dividida por fissuras em quatro ou mais peças devido à sobrecarga ou apoio inadequado. Se todas as peças ou fissuras estão contidos em um canto é classificada como trinca de canto grave. Níveis de severidade Severidade da maioria Tabela 4: Níveis de severidade da divisão da laje. Numero de pedaços na laje ou mais L L L M M M M H H M M H (Figuras 58 a 60) Medida Se a laje dividida é de severidade média ou alta, outro dano não é contabilizado. Opções de reparação L: Não fazer nada. Selagem de fissuras maiores do que 3 mm de largo. M: Substituição da laje. H: Substituição da laje. Figura 58: Divisão da laje severidade baixa 77

78 Figura 59: Divisão da laje severidade média Figura 60: Divisão da laje severidade alta FENDA DE DURABILIDADE "D". Descrição: fendas de durabilidade "D" são causadas pela expansão de grandes agregados devido ao processo de congelamento e descongelamento, que, ao longo do tempo, fratura gradualmente o concreto. Normalmente, este dano aparece como um padrão de paralelo e próximo a uma junta ou fissura linear. Porque o concreto está saturado perto das juntas e fissuras, é comum a aparição de um depósito escuro na proximidade das fissuras "D". Tal dano pode levar a eventual destruição da laje. 78

79 Níveis de severidade L: Fendas "D" que cobrem menos de 15% da área da laje. A maior parte das fendas são fechadas, mas algumas peças podem ter quebrado. M: Ocorre uma das seguintes condições: 1. Fendas "D" que cobrem menos de 15% da área da laje e a maioria das peças pode ser removida facilmente ou se desprender. 2. Fissuras "D" cobrir mais de 15% da área. A maior parte das fendas está fechada, e a maioria das peças pode ser removida facilmente ou se desprender. H: Fendas "D" cobrem mais de 15% da área e a maioria das peças foi quebrada ou pode ser facilmente removida. Medida Quando o dano está localizado e é avaliado em um nível de severidade, é contabilizado como uma laje. Se tiver mais de um nível de severidade deve ser contabilizado o maior nível de severidade. Opções de reparação L: Não fazer nada. M: Remendo profundo. Reconstrução de juntas. H: Remendo profundo. Reconstrução de juntas. Substituição da laje. Figura 61: Fenda de durabilidade D de severidade baixa 79

80 Figura 62: Fenda de durabilidade D severidade média Figura 63: Fenda de durabilidade D severidade alta ESCALONAMENTO Descrição: o escalonamento é a diferença de nível em toda a linha do pavimento. Algumas causas comuns que a originam são: 1. Origem em um função da fundação ser composta por solo mole. 2. Bombeamento ou erosão do material sob a laje. 3. Empenamento das bordas da laje devido a mudanças na temperatura ou umidade. 80

81 Níveis de severidade (Figura 64) Tabela 5: Níveis de severidade de escalonamento. Severidade L M H Diferença de nível 3-10 mm mm >19 mm Medida O escalonamento é contabilizado em unidade. O escalonamento através de uma fissura não conta como dano, mas é considerado para definir a severidade das fissuras. Opções de reparação. L: Não fazer nada. Fresagem. M: Fresagem. H: Fresagem. Figura 64: Escalonamento da laje 81

82 DANO NA SELAGEM DAS JUNTAS. Descrição: é qualquer condição que permite a acumulação de solo ou rocha nas juntas, ou permite a infiltração da água de forma significativa. A acumulação de material incompressível impede que laje se expanda e pode resultar em fragmentação, levantamento ou descamação das bordas. O selado das juntas com um material adequado impede o anterior. Os tipos mais comuns de danos são: liberação do material de selagem. extrusão do material de selagem. crescimento de vegetação. endurecimento (oxidação) do material de selagem. perda de aderência com os bordos da placa. falta ou ausência do material de selagem dentro da junta. Níveis de severidade L: O material de selagem está em bom estado geral, em toda a seção, apresentando um bom desempenho com apenas pequenos danos. M: Apresenta estado bom em toda a seção, com um ou mais dos tipos de danos que podem ocorrer num grau moderado. O material de selagem precisará ser substituido em dois anos. H: Apresenta mau estado na seção, com um ou mais dos danos anteriormente mencionados, que ocorrem num grau elevado. O material para selar juntas requer substituição imediata (Figura 65). Medida Não se considera por laje, mas é avaliada com base no estado geral do material de selagem em toda a área. 82

83 Opções de reparação L: Não fazer nada. M: Resselagem de juntas. H: Resselagem de juntas. Figura 65: Selagem de juntas DESNIVEL FAIXA /BERMA Descrição: é a diferença entre o assentamento ou erosão da berma e da borda pavimento (Figura 66). A diferença nos níveis pode ser considerada como uma ameaça à segurança. Também pode ser causada por um aumento da infiltração de água. Nível de Severidade L: A diferença entre o bordo do pavimento e o ombro é de 25,0 mm a 51,0 mm. M: A diferença dos níveis é 51,0 mm a 102,0 mm. H: A diferença de nível é maior do que 102,0 mm. Medida É calculado pela média dos desníveis máximos e mínimos ao longo da laje. Cada laje que exibe o dano é medida e registrada separadamente como uma laje com o nível de severidade apropriada. 83

84 Opções de reparação L, M, H: Re-nivelamento e enchimento de bermas. Figura 66: Desnível entre faixa e berma FISSURAS (longitudinal, transversal e diagonal). Descrição: estas fissuras, que dividem a laje em duas ou três peças, são geralmente causadas por combinação de cargas de tráfego, gradiente térmico e umidade. Podem ser tranversais, longitudinais ou diagonais (Figuras 67 a 69). As lajes divididas em quatro ou mais peças são contadas como lajes divididas. Comummente, as fissuras de baixa severidade não são consideradas danos estruturais. Fissuras capilares, de alguns centímetros de comprimento e não espalhados por todo a extensão da placa, são contadas como rachaduras de retração. Figura 67: Fissura transversal 84

85 Figura 68: Fissura longitudinal Figura 69: Fissura diagonal Os níveis de severidade Lajes sem reforço: L: Fissuras não seladas com menos de 12,0 mm de largura, ou fissura seladas de qualquer largura em condições satisfatórias. M: Ocorre uma das seguintes condições: 1. Fissura não selada com largura entre 12,0 mm e 51,0 mm. 2. Fissura não selada com largura de 51,0 mm a 10,0 mm 3. Fissura selada com largura inferior a 10,0 mm escala. H: Ocorre uma das seguintes condições: 1. Fissura não selada com mais de 51,0 mm de largura. 2. Fissura selada ou não com largura e escala superior a 10,0 mm Lajes armadas 85

86 L: Fissuras não seladas largura entre 3,0 mm e 25,0 mm, ou rachaduras seladas de qualquer largura em condições satisfatórias. Não há escala (Figura 70). M: Ocorre uma das seguintes condições (Figura 71): 1. Fissura não selada com largura entre 25,0 mm e 76,0 mm, sem escala. 2. Fissura não selada com largura entre 76,0 mm e 10,0 mm 3. Fissura selada com largura maior de 10,0 mm. H: Ocorre uma das seguintes condições (Figura 72): 1. Fissura não selada com mais 76,0 mm de largura. 2. Fissura selada ou não com largura do que 10,0 mm Medida Uma vez que a severidade é estabelecida, o dano é contabilizado como um. Se a laje estiver dividida em quatro ou mais peças são contabilizadas como lajes divididas. Se o comprimento das lajes é maior do que 9,10 m são divididas em "placas" de comprimento aproximadamente igual. Opções de reparação L: Não fazer nada. Selagem de fissuras maiores do que 3,0 mm M: Selagem de fissuras. H: Selagem de fissuras. Remendo profundo. Substituição da laje. Figura 70: Fissura longitudinal de severidade baixa 86

87 Figura 71: Fissura longitudinal de severidade média Figura 72: Fissura transversal de severidade alta POLIMENTO DE AGREGADOS Descrição: este dano é causado por aplicações repetidas das cargas de tráfego. Quando os agregados na superfície perdem a resistência é consideravelmente reduzida a aderência com os pneus. Nível de Severidade Não há graus de severidade são definidos. Medida Uma laje com agregado polido é contado como uma laje. 87

88 Opções de reparação L, M e H: apertura da superfície POP OUTS Descrição: é um pequeno pedaço do pavimento que emerge da superfície para fora do mesmo (Figura 73). Variam em tamanho com diâmetros entre de 25,0 mm a 102,0 mm e uma espessura de 13,0 mm a 51,0 mm. Os níveis de severidade Não são definidos níveis de severidade. A densidade média deve exceder de três por metro quadrado em toda a área laje. Medida É medida por densidade de danos. Opções de reparação L, M e H: Não fazer nada. Figura 73: Pop Outs 88

89 BOMBEAMENTO: Descrição: o bombeamento é a expulsão de material da fundação da laje através de juntas ou fissuras. Isto é causado pela deformação da laje devido às cargas (Figuras 74 e 75). Quando uma carga passa sob a junta entre as placas, a água é forçada primeiro para baixo da laje dianteira e depois para trás sob a laje traseira. Esta ação corrói e, eventualmente, remove partículas do solo que geram uma perda progressiva do pavimento. O bombeamento pode ser identificado pela coloração na superfície, que apresenta evidência material de base ou do subleito na calçada perto das juntas ou rachaduras. O bombeamento perto de articulações é causado por má selagem da placa e indica perda de apoio. Eventualmente, as cargas repetitivas produzem fissuras. O bombeamento também pode aparecer ao longo do bordo da laje, causando perda de apoio. Níveis de severidade Não são definidos níveis de severidade. É suficiente indicar a existência de bombeamento. Opções de reparação L, M e H: selagem de juntas e fissuras. Restauração da transferência de carga. Figura 74: Bombeamento 89

90 Figura 75: Bombeamento PUNZIONAMENTO Descrição: este dano é produzido quando uma área localizada da laje se divide em pedaços Pode ter diferentes formas, mas geralmente é definido por uma fissura e uma junta ou duas fissuras muito próximas, geralmente com 1,5 m de distância. Este dano é causado por cargas pesadas repetidas, espessura da laje inadequada, perda de apoio da fundação ou deficiência localizada construção de concreto. Níveis de severidade (Figuras 76 a 78) Maioria das fendas Tabela 6: Nível de severidade punzonamento Numero de pedaços >5 L L L M M L M H H M H H Medida Se a placa possui um ou mais punzionamento, é registrado como um e deve ser considerado o nível de severidade mais alto. Opções de reparação L: Não fazer nada. Selagem de fissuras. 90

91 M: Remendos profundos. H: Remendos profundos. Figura 76: Punzionamento de severidade baixa Figura 77: Punzionamento de severidade média Figura 78: Punzionamento de severidade alta 91

92 DESCAMAÇÃO, REDE DE FISSURAS Descrição: o mapa de rachaduras ou fissuras (cracking) refere-se a uma rede de fissuras superficiais, bem finas ou capilares que se estendem apenas na parte superior da superfície de concreto. As rachaduras tendem a se cruzar em ângulos de 120 graus. Geralmente, este dano aparece por excesso de manipulação no acabado e pode presentar descamado, que é a quebra da superfície da laje a uma profundidade de 6,0 mm a 13,0 mm. A descamação pode também ser causada pela execução incorreta ou agregados de má qualidade. Nível de Severidade L: descamação na maior parte da área da laje; a superfície está em boas condições com apenas descamação menor (Figura 79). M: menos do que 15% da laje é afetada (Figura 80). H: mais do que 15% da laje é afetada (Figura 81). Opções de reparação L: Não fazer nada. M: Não fazer nada. Substituição da laje. H: Remendo profundo ou parcial. Substituição da laje. Recapeamento. Figura 79: Rede de fissuras de severidade baixa 92

93 Figura 80: Rede de fissuras de severidade média Figura 81: Rede de fissuras de severidade alta FISURAS DE RETRAÇÃO Descrição: fissuras capilares geralmente de alguns centímetros de comprimento e sem extensão ao longo da laje. Eles são formados durante endurecimento do concreto. Nível de Severidade Não são definidos níveis de severidade. Basta indicar que eles estão presentes. 93

94 Medida Se um ou mais fissuras de retração existem em uma laje particular, ela é contabilizada como uma laje com fissuras de retração. Opções de reparação L, M e H: Não faça nada DESCASCAMENTO DE JUNTAS Descrição: É a ruptura (quebra) das bordas da laje nos 0,60 m da junta. Geralmente não se estende verticalmente através da laje. Pode ser causada por: 1. Tensões excessivas na placa causadas por cargas de tráfego ou de infiltração material incompressível. 2. Concreto fraco na junta pela manipulação excessiva. Níveis de severidade (Figuras 82 a 84) Tabela 7: Nível de severidade de descasamento de juntas Fragmentos do descascamento Duros. Não pode ser facilmente removido Soltos. Os fragmentos podem ser removidos e alguns podem faltar Desaparecidos. Largura do Comprimento do descascamento descascamento <0,6 m >0.6 m <102 mm L L >102 mm L L <102 mm L M >102 mm L M <102 mm L M >102 mm M H Opções de reparação L: Não fazer nada. M: Remendo parcial H: Remendo parcial. Reconstrução da junta 94

95 Figura 82: Descascamento de severidade baixa Figura 83: Descascamento de severidade média Figura 84: Descascamento de severidade alta 95

96 CAPITULO V: TÉCNICAS DE REABILITAÇAO DE PAVIMENTOS Nos capítulos anteriores foram apresentadas as diversas falhas dos pavimentos e as alternativas de reparação mais adequadas para cada tipo de falha, agora serão apresentadas mais detalhadamente estas técnicas e a sua forma de execução. Essas técnicas foram tiradas do Manual "Evaluación y rehabilitación de pavimentos flexibles por el modo del reciclaje", Jose Antonio Rodríguez, PAVIMENTOS ASFÁLTICOS REMENDOS O remendo pode ser profundo ou envolver somente as capas asfálticas. Passos: 1. Limpeza e preparação da área danificada (Figuras 85 a 87). Figura 85: Preparação da caixa Fonte: RODRÍGUEZ, 2004 Figura 86: Preparação da caixa Fonte: RODRÍGUEZ,

97 Figura 87: Remoção de material Fonte: RODRÍGUEZ, Aplicação de ligante asfáltico nas paredes da caixa (Figuras 88 e 89) Figura 88: Aplicação de ligante asfáltico. Fonte: RODRÍGUEZ, 2004 Figura 89: Aplicação de ligante asfáltico. Fonte: RODRÍGUEZ,

98 3. Colocação do material e compactação (Figuras 90 a 92). Figura 90: Compactação Fonte: RODRÍGUEZ, 2004 Figura 91: Compactação Fonte: RODRÍGUEZ, 2004 Figura 92: Compactação Fonte: RODRÍGUEZ,

99 4. Remendo finalizado sobressaindo 3-6 mm (Figuras 93 e 94) Figura 93: Remendo Fonte: RODRÍGUEZ, 2004 Figura 94: Remendo Fonte: RODRÍGUEZ, FRESAGEM A fresagem é a remoção de uma capa asfáltica superficial, com um equipamento especial (Figura 95). Geralmente é combinada com a colocação de uma nova capa para substituir a fresada (Figura 96). O material fresado (Figura 97) é reciclado e pode ser utilizado na produção de novas misturas asfálticas a quente. 99