PROPOSTA SIMPLIFICADA PARA A RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DANIFICADOS. Eng.º José David de Paula Filho

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1 PROPOTA IMPLIFICADA PARA A RETAURAÇÃO DE PAVIMETO AFÁLTICO DAIFICADO Eng.º José David de Paula Filho

2 PROPOTA IMPLIFICADA PARA A RETAURAÇÃO DE PAVIMETO AFÁLTICO DAIFICADO ITRODUÇÃO O pavimento tem como finalidade básica proporcionar segurança e conforto aos usuários. Para isto, a sua estrutura deverá estar apta a receber os esforços provenientes do tráfego e distribuí-los através das suas camadas até o subleito. Apoiado nas observações superficiais de um pavimento existente e nos resultados das investigações da sua estrutura, o projetista deverá decidir entre restaurá-lo ou reconstruí-lo adotando procedimentos eficazes. A escolha dos procedimentos a serem empregados na manutenção de um pavimento asfáltico depende fundamentalmente da análise das suas condições estruturais e funcionais que, juntamente com as considerações econômicas e ambientais, constituem os fatores decisivos para a seleção da alternativa de recuperação. O objetivo do presente trabalho é apresentar uma proposta simplificada, visando a restauração do pavimento asfáltico danificado de vias de baixo volume de tráfego, apoiados em procedimentos consagrados. Ainda que não seja objeto principal d este trabalho, os procedimentos e os modelos que estabelecem ou recomendam as medidas de recuperação de um pavimento serão analisados. A RETAURAÇÃO DO PAVIMETO AFÁLTICO Inúmeros são os procedimentos de avaliação e de projeto de reforço dos pavimentos flexíveis conhecidos entre nós. Dentre os inúmeros procedimentos de avaliação e de projeto de reforço dos pavimentos betuminosos, destaca-se para uma análise subjetiva, os seguintes modelos do extinto Departamento acional de Estradas de Rodagem DER: DER - PRO 10/79 (1979) - Procedimento de Avaliação Estrutural e de Projeto de Reforço DER - PRO 11/79 (1979) - Procedimento de Avaliação Estrutural e de Projeto de Reforço Avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis, DER -PRO 10/79 - Método A Baseado nos estudos da California Division of Highways, foi analisado, discutido e adaptado pelo engenheiro Armando Martins Pereira, que sintetizado foi apresentado sob o título de Análise das Condições de Deformabilidade de Reforços com Base na Experiência Californiana. Para a tomada de decisões e determinação das espessuras de reforço, estabelecidas nesse segundo método de avaliação estrutural dos Pavimentos flexíveis normalizado em 1979, deve-se levar em conta os seguintes parâmetros de avaliação do pavimento: Índice de Gravidade Global (IGG), Deflexão Reversível (D o ), Graus das Trincas de Classe 2 (FC-2) e Classe 3 (FC-3) e Índice de Tráfego (IT). Com as constantes acima determinadas, avalia-se o comportamento da estrutura e define-se a intervenção a ser aplicada no pavimento danificado: e FC-3 < 20%, não há risco dessas trincas se refletirem no reforço que deve ter no mínimo 4 cm de espessura; e FC-3 > 20% há perigo de trincas de reflexão e deve-se ter no mínimo 10 cm de espessura de reforço para evitá-las; e (FC-3 + FC-2) > 80%, o pavimento em análise está tão fissurado que vai trabalhar muito pouco à flexão. O estado crítico de tração ocorre na face inferior do reforço, não sendo necessário verificar a fadiga do revestimento existente após a sua colocação. e (FC-3 + FC-2) < 80%, o revestimento está praticamente são, tendendo-se a se incorporar ao reforço. O estado crítico de tração ocorre na face inferior do revestimento existente. A espessura de concreto asfáltico necessária para proteger uma base granular ou um binder é determinada em função do Índice de Tráfego (IT).

3 A AATHO (1986), correlaciona o Índice de tráfego (IT) com o úmero de Equivalência Estrutural do Eixo Padrão de 8,2 tf () pela expressão: Log IT = 0,127 log + 0,166 (1) As espessuras dos reforços com CBUQ podem ser distribuídas em diversas camadas, de acordo com os fatores de equivalências estruturais (k), mostrados na Tabela 1. Tabela 1 Fatores de equivalências estruturais para camadas de reforço MATERIAL K MATERIAL K Concreto Asfáltico 1,70 PMF (V V > 8 %) 1,33 PMQ (5 % < V V < 8 %) 1,58 Macadame Asfáltico 1,20 PMF (5 % < V V < 8 %) 1,36 Tratamento uperficial 1,10 PMQ (V V > 8 %) 1,35 olo-cimento (Rc 7 > 21 kgf / cm 2 ) 1,10 Avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis, DER PRO 11/79 - Método B Conforme ATAA (1993), fundamentado nos estudos dos engenheiros franceses Lassalle e Langumier e do argentino Celestino L. Ruiz, foram resumidos e apresentados pelo engenheiro Bolívar Lobo Carneiro pela primeira vez no Encontro Anual da HRB - Highway Research Board, em 1966 no trabalho intitulado BEKELMA BEAM Auxiliary Instrument of the Maintanance Engineer. Institui o método que: a) eja determinado o Índice de Gravidade Global (IGG) do revestimento através de uma Avaliação Objetiva e calculada a deflexão reversível (D 0 ) e o raio de curvatura (R o ) em cada estação, conforme procedimento DER PRO 08/78 (1978) com o auxílio da Viga Benkelman, normalizada no método de ensaio DER-ME 024/94 (1994). Determinam-se nos intervalos homogêneos as deflexões e os raios de curvatura de projeto pelas expressões apresentadas abaixo: Dp = (D o Méd. + s) x Fs (2) Rp = (R o Méd. - s) x Fs (3) onde, s é o desvio padrão e Fs um fator sazonal, normalmente igual a 1. b) Para que não surjam trincas no revestimento, é necessário manter a deflexão (D) abaixo de um valor máximo admissível (D adm ) e o raio de curvatura (R) acima de um certo valor mínimo, inferior do revestimento não ultrapasse um determinado valor, acima do qual o revestimento betuminoso rompe-se por fadiga usando os seguintes critérios de avaliação estrutural: e Dp = D adm e Rp = 100 m, não há problemas de fadiga, não necessita de reforço, apenas possíveis correções superficiais. e D adm < Dp = 3 D adm e Rp = 100 m, há problemas de fadiga, necessitando reforço. Fora dos casos acima, verificar se um reforço resolve a fadiga e a proteção às camadas subjacentes pelo método do DER e, sob um ponto de vista técnicoeconômico, examinar a opção de uma reconstrução. e IGG > 180, é obrigatória uma reconstrução. O valor da deflexão (D adm ) para o revestimento de CBUQ, assentado sobre uma camada de base granular, é determinado pela fórmula: log D lim = 3,01-0,175 log (4) a determinação da espessura do reforço de CBUQ utiliza-se a fórmula: h r = K. log D p / D adm (5) onde, h r é a espessura do reforço em cm, Dp a deflexão de projeto (0,01 mm), D adm a deflexão admissível em 0,01mm sendo K igual a 40 para CBUQ. e a espessura encontrada para o reforço (hr) for igual ou maior que 6 cm, o método recomenda a divisão da camada encontrada em capa de rolamento e binder. Para estruturas com camada de base semi-rígida, como brita graduada tratada com cimento (BGTC) ou solo cimento, o dimensionamento do reforço deverá ser calculado com a metade do valor encontrado para a deformação limite D adm / 2, nas bases granulares flexíveis. Para os pavimentos com revestimentos do tipo tratamento superficial executado sobre base granular deve ser adotado como deflexão admissível o dobro do valor obtido de D adm com revestimento em CBUQ.

4 Aspectos da restauração dos pavimentos asfálticos urbanos Um dos procedimentos eficaz para se iniciar a análise das condições funcionais e estruturais dos pavimentos é a observação da natureza e severidade das trincas existentes no revestimento. Dentre as fases de deterioração de uma estrutura, o trincamento é a mais importante causa da sua instabilidade, pois modifica rapidamente os estados de tensões e deformações das camadas e do conjunto, sendo o potencial residual da reflexão para a nova camada projetada um dos grandes problemas da restauração dos pavimentos degradados. Um pavimento asfáltico com elevado grau de trincas profundas pode estar com sérios problemas na sua estrutura. Um simples recapeamento sela temporariamente a área danificada. Devido à repetição das cargas, as trincas da superfície antiga irão refletir na nova capa, criando novamente problemas de infiltração de água e de bombeamento de materiais finos da camada de base, comprometendo outra vez a estrutura. Quando as demais alternativas de restauração de um pavimento severamente trincado forem inoperantes e inviáveis técnica e economicamente, a sua reconstrução será inevitável. A reconstrução de um pavimento consiste na remoção total ou parcial das suas camadas, podendo atingir o subleito. Em termos econômicos, a viabilidade da reconstrução deve ser verificada quando se visualizar um crescimento do tráfego que afete a operação da via, conduzindo-a a níveis de serviços inaceitáveis, ou quando os custos de restauração e melhoramento para propiciar ao trecho as mesmas condições iniciais de segurança e conforto superarem os investimentos a serem empregados na reconstrução. TIPO DE PAVIMETO FLEXÍVEI URBAO Identifica-se nas vias de baixo volume de tráfego quatro tipos de configurações básicas dos pavimentos flexíveis, a saber: PAVIMETO AFÁLTICO TIPO 1 - Revestimento betuminoso usinado a quente, sobre uma camada de base de solo estabilizado granulometricamente, conforme Figura 1. CBUQ Base Estabilizada Granulometricamente ub-base Granular ///////////////ubleito\\\\\\\\\\\\\\\\\ Figura 1 - Pavimento Tipo 1 Tornou-se o mais comum dos pavimentos brasileiros, devido à facilidade da sua implantação aliada à necessidade de menores investimentos, principalmente quando o material da base era proveniente de ocorrências naturais localizadas nas proximidades do trecho. ormalmente dimensionado pelo método do DER, este tipo de pavimento sofre com o excesso de carga devido ao deficiente sistema de controle de pesos dos veículos na nossa malha rodoviária. Estas estruturas, como observado, protegem bem o subleito das deformações plásticas porém não favorecem as superfícies de rolamento em relação ao início do fenômeno da fadiga. estes tipos de pavimentos as camadas de sub-base granulares podem não existir sendo a base estabilizada granulometricamente executada diretamente sobre o subleito. Também observa-se nos pavimentos betuminosos existentes, camadas de reforço do subleito executadas sobre o terreno de fundação e sob a camada de sub-base granular.

5 PAVIMETO AFÁLTICO TIPO 2 - Revestimento betuminoso usinado a quente, sobre uma camada de base de brita graduada, conforme Figura 2. CBUQ Base de Brita Graduada ub-base Granular ///////////////ubleito\\\\\\\\\\\\\\\\\ Figura 2 - Pavimento Tipo 2 Constata-se na literatura consultada, que os primeiros trechos de rodovias implantados com base de brita foram executados pelo Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem do Estado do Rio Grande do ul - DAER/R, em meados de 1960, com granulometria semelhante às adotadas pelo estado da Califórnia (PREGO, 2001). Em função deste novo tipo de estrutura, foi introduzido no Brasil o ensaio de Equivalente de Areia, no controle da execução de obras rodoviárias com materiais granulares. Inicialmente, a concepção deste tipo de base não foi bem aceita. Argumentava-se que o material não seria estável e que a falta de coesão do material britado dificultava a obtenção do grau de compactação desejado e exigido pelas especificações pertinentes. Com o desenvolvimento e o aprimoramento dos equipamentos de pavimentação e das novas técnicas de compactação de materiais granulares, as dificuldades foram superadas e este tipo de base afirmou-se definitivamente. Relata o mesmo autor que, as espessuras, inicialmente determinadas pelo método de dimensionamento da AAHO, passaram a ser dimensionadas pelo método do DER e as misturas betuminosas, dosadas pelo Ensaio Marshall. estes tipos de pavimentos, a exemplo do pavimento Tipo 1, observa-se estruturas com reforços do subleito e muito raramente sem as camadas granulares de sub-base. PAVIMETO AFÁLTICO TIPO 3 - Revestimento betuminoso do tipo tratamento superficial, sobre uma base de solo estabilizado granulometricamente( Figura 3). T Base Estabilizada Granulometricamente ub-base Granular //////////////////ubleito\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ Figura 3 - Pavimento Tipo 3 Os revestimentos com sucessivas camadas de ligantes betuminosos e agregados minerais são os mais delgados e econômicos dos pavimentos brasileiros, desenvolvendo-se após a adequação do uso das emulsões asfálticas nos serviços de penetração betuminosa, devido à possibilidade da aplicação do material betuminoso a frio. Este tipo de pavimento asfáltico flexível, quando degradado, poderá ser reconstruído com o mesmo tipo de revestimento (T) ou com uma camada betuminosa usinada a quente ou a frio, definida em função da composição de tráfego projetada para a sua recuperação.

6 PAVIMETO AFÁLTICO TIPO 4 Revestimento betuminoso do tipo pré- misturado a frio, sobre uma camada de base de solo estabilizado granulometricamente, conforme Figura 4. PMF Base de olo Estabilizado Granulometricamente ub-base Granular /////////////////ubleito\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ Figura 4 - Pavimento Tipo 4 Os pavimentos com revestimentos em pré-misturado a frio (PMF) são normalmente encontrados nas vias urbanas das cidades de médio e pequeno porte onde estão assentados sobre uma espessura de base variando de 10 a 16 cm. Dimensionado pelo método do DER, este tipo de pavimento, quando deteriorado, poderá ser reconstruído com o mesmo tipo de revestimento original ou com uma mistura betuminosa a quente, definido em função da nova composição de tráfego projetada para a sua recuperação. Observa-se em alguns tipos de pavimentos ilustrados nas Figuras 3 e 4 que as camadas de subbase podem não existir e raramente são encontradas estruturas com camadas de reforço do subleito. Este tipo de estruturas é normalmente encontrado nos pavimentos urbanos. ETRATÉGIA PARA A RETAURAÇÃO DE PAVIMETO AFÁLTICO URBAO É fundamental conhecer os tipos e as causas dos defeitos dos pavimentos, para se tomar uma decisão quanto às medidas de restauração necessárias para a sua recuperação. Basicamente, os defeitos encontrados nos pavimentos brasileiros originam-se de três causas comuns: desagregação superficial, trincas de fadiga e, em menor proporção, os afundamentos nas trilhas de rodas. A desagregação superficial, nos projetos de recuperação de uma estrutura viária danificada, deverá ser analisada levando-se em conta a época provável do arrancamento dos agregados pelo efeito do tráfego (PATERO, 1987), a espessura da película de asfalto e o grau de sua exposição ao ar, amenizando os problemas causados pelo arrancamento precoce dos agregados do pavimento em operação. Os defeitos dos pavimentos decorrentes dos afundamentos das trilhas de rodas são os que menos ocorrem quando comparados com os provenientes das trincas de fadiga. A maioria dos pavimentos que apresentam afundamentos nas trilhas de rodas possuem camadas de revestimento, de base e em alguns casos de sub-base, com espessuras insuficientes para protegerem o subleito dos efeitos dos carregamentos, sendo o sulco formado pelo resultado da acumulação das deformações permanentes no solo de fundação devido às repetidas cargas geradas pelo tráfego. A decisão sobre a medida a ser adotada para a recuperação de um pavimento danificado é uma tarefa complexa, tendo em vista as inúmeras alternativas tecnicamente aplicáveis. Espera-se que as ações a serem aplicadas tenham como finalidade proporcionar condições funcionais e estruturais mínimas a rodovia a ser restaurada. A elaboração de um diagnóstico do pavimento danificado, baseado nas suas condições funcionais e estruturais deve ser o primeiro passo. Em seguida, seleciona os tipos de medidas de restauração possíveis de serem aplicadas, levando-se em conta o diagnóstico e as características técnicas e econômicas, projetando e dimensionando as medidas selecionadas.

7 Irregularidade longitudinal, Degradação uperficial e Irregularidade Transversal A verificação da irregularidade longitudinal de uma via pode ser o defeito do pavimento que irá definir o tipo de restauração a ser aplicada. Uma irregularidade intolerável acenará para uma intervenção de maior vulto, do tipo reconstrução total ou parcial do pavimento. e aceitável, analisa-se as suas condições de degradação superficial, determinando, por exemplo, o Índice de Gravidade Global (IGG) através do procedimento DER-PRO 08/78. e a irregularidade longitudinal e a degradação superficial se encontrarem dentro de limites aceitáveis, analisa-se, as irregularidades transversais (afundamentos das trilhas de rodas) e estabelecem-se medidas a serem aplicadas, conforme sugere RODRIQUE (1998), com os seguintes valores admissíveis para esses parâmetros: Índice de Gravidade Global, IGG = 50 Afundamento da Trilha de Rodas, ATR = 7mm e os parâmetros acima, forem maiores do que os admissíveis, sugere-se uma RETAURAÇÃO PEADA (reconstrução, reforço estrutural, recapeamento sobre sistema de anti-reflexão de trincas), caso contrário, uma RETAURAÇÃO LEVE (medidas de conservação). O esquema abaixo (Figura 5), indica os tipos de medidas de restauração de um pavimento urbano. PAVIMETO DAIFICADO IGG > IGG critico RETAURAÇÃO PEADA ATR > ATR critico RETAURAÇÃO LEVE Figura 5 Medidas de Restauração O procedimento DER PRO-10/79, estabelece que, para um IGG superior a 180 indica que o pavimento deverá ser recuperado através de uma Restauração Pesada, com intervenções do tipo RECOTRUÇÃO DO PAVIMETO parcial ou total, mostrado na Figura 6. ugerem-se em ambos os casos, que sejam estudada a possibilidade de se executar a reconstrução do pavimento com reaproveitamento do material existente reciclando a estrutura existente. e o IGG for menor do que 180 as medidas de restauração pesada dependerá da existência e da gravidade das trincas existentes no pavimento danificado, cujas alternativas de intervenções são apresentadas na figura 6, sugeridas por RODRIGUE (1998).

8 RETAURAÇÃO PEADA IGG > 180 RECOTRUÇÃO TOTAL OU PARCIAL FC2 + FC3 > 50% H R / h 1 < 1,7 ITEMA ATI- REFLEXÃO DE TRICA RECAPEAMETO RECOTRUÇÃO PARCIAL H R > 12,5 cm RECAPEAMETO IMPLE Figura 6 Medidas de Restauração Pesada A fresagem do revestimento asfáltico trincado, normalmente é o procedimento mais eficaz de antireflexão das trincas retardando o seu surgimento na nova capa asfáltica. O esquema da Figura 7, sugere tipos de medidas de RETAURAÇÃO LEVE a ser aplicada em um pavimento urbano danificado. RETAURAÇÃO LEVE UPERFÍCIE DEGATADA ÍVEL DE ATRITO BAIXO LAMA AFÁLTICA / TD ou MCA Desagregação IGG > 30 REMEDO LOCALIZADO COERVAÇÃO ROTIEIRA Figura 7 Medidas de Restauração Leve

9 BIBLIOGRAFIA AAHTO - The AAHTO Guide for Design of Pavement tructures. American Association of tate Highway and Transportation Officials, Washington, D.C., DER ME 024/94 Determinação de Deflexão pela Viga Benkelman. DER, Rio de Janeiro, DER PRO 08/78 Avaliação Objetiva da uperfície de Pavimentos Flexíveis e emi-rígidos. DER, Rio de Janeiro,1978. DER PRO 10/79 Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis, Procedimento A. DER, Rio de Janeiro, DER PRO 11/79 Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis, Procedimento B. DER, Rio de Janeiro, PATERO, W.D.O., Road Deterioration and Maintenance - Effects Models for planning and management. The World Bank, Washington, D.C., Johns Hopkins, RODRIGUE, R.M., Projeto de Pavimentos. Apostila do curso de Mecânica e Desempenho de Pavimentos, Instituto Tecnológico de Aeronáutica, ITA, ão José dos Campos, ATAA, H., Manual de pré-misturado a frio. IBP/Comissão de Asfalto, Rio de Janeiro, IDETIFICAÇÃO Categoria: Artigo Científico Título: PROPOTA IMPLIFICADA PARA A RETAURAÇÃO DE PAVIMETO FÁLTICO DAIFICADO Autor: José David de Paula Filho Eng. Civil, M.c Endereço : Rua JK, 240 Apto. 104 Itajubá / MG; josedavider@yahoo.com.br Tema: Gestão da Consevação Rodoviária Palavras-chave: Pavimentos, asfaltos e restauração.