TÓPICOS AVANÇADOS DE PAVIMENTAÇÃO

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1 Universidade Federal do Paraná Setor de Tecnologia Departamento de Transportes TÓPICOS AVANÇADOS DE PAVIMENTAÇÃO Prof. Djalma R. Martins Pereira, M.Eng.

2 AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS TÓPICOS AVANÇADOS DE PAVIMEMTAÇÃO INTRODUÇÃO 1 AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE 2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL 3 AVALIAÇÃO FUNCIONAL 4 AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE SEGURANÇA 5 AVALIAÇÃO DA SOLICITAÇÃO PELO TRÁFEGO

3 AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS INTRODUÇÃO CONJUNTO DE ESTUDOS SUBSÍDIO: Diagnóstico e Decisões POSSÍVEIS PRODUTOS: Diagnóstico de Falhas Planejamento da Conservação Planejamento da Restauração Projeto de Restauração Cálculo de Custos de Operação FOCO: Pavimentos Flexíveis

4 AVALIAÇÃO DE PAVIMENTOS AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE: Classificação de Falhas Metodologia de Avaliação Cálculo de índices Qualificação / Decisão AVALIAÇÃO ESTRUTURAL Comportamento frente ao tráfego Métodos destrutivos e não-destrutivos AVALIAÇÃO FUNCIONAL Conforto ao rolamento x custo de operação AVALIAÇÃO DA SEGURANÇA Aderência AVALIAÇÃO DO TRÁFEGO Fatores de equivalência de carga Cálculo do fator de veículo (AASHTO e USACE) Cálculo do número de solicitações do eixo-padrão

5 1 AVALIAÇÃO DAS CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS (pavimentos flexíveis) DNER-TER 01/78 DNIT 005/2003-TER - Fissuras incipientes - Trincas - Afundamentos - Corrugação - Escorregamento - Exsudação - Desgaste - Panelas - Remendos - Outros tipos de falhas

6 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS FISSURAS INCIPIENTES: Isoladas: até 30 cm Origem: fadiga; compactação; deformação permanente excessiva Fadiga: longitudinais

7 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS TRINCAS ISOLADAS: Transversais; longitudinais; irregulares Origem: fadiga; deformação permanente excessiva; retração

8 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS TRINCAS INTERLIGADAS: Origem: fadiga; deformação permanente excessiva; retração

9 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS TRINCAS INTERLIGADAS: Origem: retração de bases cimentadas Padrão em blocos a +/- 90 o

10 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS OUTROS TIPOS DE TRINCAS: Juntas; alargamentos Compactação inadequada

11 CLASSES DE TRINCAS NO BRASIL DNER PRO-08 e TER-01/78 Classe 1 (FC-1): Isoladas Classe 2 (FC-2): Interligadas sem erosão nas bordas das plaquetas Classe 3 (FC-3): Interligadas com erosão nas bordas das plaquetas

12 CLASSES DE TRINCAS NO BRASIL DNER ES-128/83: Classe 1: Trincas capilares (até 1mm) Isoladas ou interligadas Classe 2: Abertura > 1mm, sem erosão Isoladas ou interligadas Classe 3: Abertura > 1mm, com erosão Isoladas ou interligadas

13 CLASSES DE TRINCAS NO BRASIL DNIT 005/03-TER e DNIT 006/03-PRO: Classe 1: Trincas capilares (até 1mm) Isoladas Classe 2: Abertura > 1mm, sem erosão Interligadas ou isoladas Classe 3: Abertura > 1mm, com erosão Interligadas ou isoladas

14 EQUIVALÊNCIA (!!!!!!!!!!) TER 01/78 e PR0 08/78 TTC ou TTL (FC-1) TLC ou TLL (FC-1) não há equivalência J (FC-2) JE (FC-3) TB (FC-2) TBE (FC-3) ES 128/83 TR (1,2 ou 3) L (1,2 ou 3) I (1,2 ou 3) CR (1 ou 2) CR (3) B (1 ou 2) B (3) DNIT 005-TER e 006-PRO/03 TTC ou TTL (FC-1,2 ou 3) TLC ou TLL (FC-1,2 ou 3) não há equivalência J (FC-2) JE (FC-3) TB (FC-2) TBE (FC-3)

15 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS AFUNDAMENTOS POR CONSOLIDAÇÃO: Ação canalizada do tráfego Pressupõem não haver ruptura Flecha limite: : 15 a 20 mm

16 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS AFUNDAMENTOS PLÁSTICOS: Ruptura de uma ou mais camadas Afundamento e solevamento lateral

17 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS CORRUGAÇÃO: Distorção em camadas asfálticas Ondulações transversais Instabilidade da mistura: Formulação inadequada Água Contaminação

18 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS ESCORREGAMENTO: Trincas em forma de meia-lua Esforços os de tração Má ligação capa x base

19 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS EXSUDAÇÃO: Excesso de ligante à superfície Problema de aderência sob chuva

20 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS DESGASTE: Perda da fração fina, em misturas asfálticas, expondo os agregados graúdos Falha de bico em tratamentos superficiais

21 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS PANELAS / BURACOS: Estágio final do fenômeno de fadiga Arrancamento das plaquetas Exposição da base Forte impacto sobre o tráfego

22 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS REMENDOS: Tapa-buraco Reposição com massa asfáltica Planta Corte Panela Tapa-buraco Remendos profundos e superficiais Planta Corte Novo revestimento Nova base

23 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS TAPA-BURACO EM ANTIPÓ:

24 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS REPARO PROFUNDO (má( execução ão):

25 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS REPARO SUPERFICIAL (boa execução ão):

26 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS EROSÃO DE BORDA : Falta de confinamento lateral

27 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS ABATIMENTO DE ATERRO:

28 CLASSIFICAÇÃO DE FALHAS BOMBEAMENTO DE FINOS:

29 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO Avaliação Objetiva - DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO - DNER ES-128/83 DNIT 007/2003-PRO Avaliação Subjetiva - DNER PRO-07/78 DNIT 009/2003-PRO Levantamento Visual Contínuo Levantamento por Vídeo Filmagem

30 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO Avaliação objetiva: a pé Amostragem de 15% da área Estações de ensaio: 6 m x 3,5 m Uma estação a cada 20 m 3,5m 6m

31 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO Cálculo do IGG (para cada trecho homogêneo) Anotar presença de defeitos Medir as flechas nas trilhas de roda Calcular Índice de Gravidade Global (IGG) Freqüência de ocorrência de defeitos (IG i ) Estatística das flechas (IG i ) Média = F variância = σ 2

32 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DNER PRO-08/78 DNIT 006/2003-PRO Fatores de ponderação (Fp i ) FC-1. 0,2 FC-2. 0,5 FC-3. 0,8 ALP/ATP.. 0,9 O e P... 1,0 EX... 0,5 D.. 0,3 R.. 0,6 F.. 4/3 σ 2.. 1,0 IGG = (IG i x Fp i )

33 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO Qualificação a partir do IGG: DNER PRO-08/78 0 a 20 Bom 20 a 80 Regular 80 a 150 Mau 150 a 500 Péssimo DNIT 006/2003-PRO - 0 a 20 Ótimo - 20 a 40 Bom - 40 a 80 Regular - 80 a 160 Ruim - > 160 Péssimo

34 EXERCÍCIO 1 PRO-08 Dada a planilha de levantamento PRO-08 (inventário do estado da superfície do pavimento), calcular o valor do Índice de Gravidade Global (IGG) e determinar o conceito de estado do pavimento, para o segmento composto pelas 21 estações de ensaio.

35 EXERCÍCIO 1 PRO-08 PNV: Pista: Data: Trecho: Revestimento: Responsável: Estação Config. da Terrapl. OK FI INVENTÁRIO DO ESTADO DA SUPERFÍCIE DO PAVIMENTO Visto: Trincas de Fadiga Trincas de Retração AL AT FC-1 FC-2 FC-3 TT TL TRR FC-2 FC-3 ALP ALC ATP ATC TTC TTL TLC TLL J JE TB TBE E EX D R AC AR Flechas nastrilhas de Roda (mm) 0 C X X X C X X X X X C X X X X C X X X X X X X X SMC X X X X SMC X X SMC X X X X X X SMC X X X X SMC X A X A X A X X X A X X A X X X X A X X X A X X SMA X X X SMA X X X SMA X X X X SMA X SMA X X 3 3 O P TRE TRI

36 EXERCÍCIO 1 PRO-08 PLANILHA DE CÁLCULO DO ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (I.G.G.) Data Folha Rodovia: Tipo de revestimento: Trecho: Sub-trecho: Estaca ou Quilômetro Inicial Estaca ou Quilômetro Final Freqüência Freqüência Coeficiente Índice de Gravidade Item Natureza do Defeito Absoluta Relativa de Individual Observações NI ( % ) Ponderação ( I.G.I. ) 1 (FC-1) FI, TTC, TTL, TLC, TLL, TRR 0,2 2 (FC-2) J, TB 0,5 3 (FC-3) JE, TBE 0,8 4 ALP e/ou ATP 0,9 5 O e/ou P 1,0 6 EX 0,5 7 D 0,3 8 R 0,6 9 Média aritmética dos valores médios das flechas medidas em mm nas TRI e TRE 4/3 (1) 10 Média aritmética das variâncias das flechas medidas em mm nas TRI e TRE 1,0 (2) Nº Total de Estações Inventariadas Σ Índ. de Gravid. Indiv. = I.G.G. ISI = F méd x 4/3 quando F méd < 30 ISI = FV quando FV méd < Conceito: ISI = 40 quando F méd > 30 ISI = 50 quando FV méd > 50

37 EXERCÍCIO 1 PRO-08 - SOLUÇÃO PLANILHA DE CÁLCULO DO ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (I.G.G.) Data Folha Rodovia: Tipo de revestimento: Trecho: Sub-trecho: Estaca ou Quilômetro Inicial Estaca ou Quilômetro Final Freqüência Freqüência Coeficiente Índice de Gravidade Item Natureza do Defeito Absoluta Relativa de Individual Observações NI ( % ) Ponderação ( I.G.I. ) 1 (FC-1) FI, TTC, TTL, TLC, TLL, TRR 5 23,8 0,2 4,8 2 (FC-2) J, TB 8 38,1 0,5 19,0 3 (FC-3) JE, TBE 6 28,6 0,8 22,9 4 ALP e/ou ATP 3 14,3 0,9 12,9 5 O e/ou P 4 19,0 1,0 19,0 6 EX 5 23,8 0,5 11,9 7 D 2 9,5 0,3 2,9 8 R 3 14,3 0,6 8,6 9 Média aritmética dos valores médios das flechas medidas em mm nas TRI e TRE 1,0 4/3 (1) 1,3 10 Média aritmética das variâncias das flechas medidas em mm nas TRI e TRE 3,1 1,0 (2) 3,1 Nº Total de Estações Inventariadas 21 Σ Índ. de Gravid. Indiv. = I.G.G. 106 ISI = F méd x 4/3 quando F méd < 30 ISI = FV quando FV méd < Conceito: MAU ISI = 40 quando F méd > 30 ISI = 50 quando FV méd > 50

38 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DNER ES-128/83 DNIT 007/2003-PRO Avaliação objetiva: à pé Amostragem Estações de ensaio: 6 m x 3,5 m Uma estação a cada 20 m Medição das áreas e comprimentos de defeitos Medir as flechas nas trilhas de roda Calcular % de área afetada, por defeito

39 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DNER ES-128/83 DNIT 007/2003-PRO Forma de medição em pista: Trincas isoladas L 0,15 m b Outros defeitos a

40 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO DNER PRO-07/78 DNIT 009/2003-PRO Avaliação subjetiva Grupo de avaliadores Cinco indivíduos Veículo de passeio (velocidade limite) Condições climáticas favoráveis Notas subjetivas (média) máximo 2 km 0 a 1 péssimo 1 a 2 ruim 2 a 3 regular 3 a 4 bom 4 a 5 ótimo

41 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO (LVC) A bordo do veículo Baixa velocidade Computador de bordo Hodômetro digital Registro de início e fim de cada evento Estimativa de áreas ou extensões de defeitos Operação do DESY em veículo Equipamento DESY Aplicação do DESY a levantamento em vídeo

42 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO LEVANTAMENTO VISUAL CONTÍNUO (LVC)

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44 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO

45 METODOLOGIAS DE AVALIAÇÃO LEVANTAMENTOS EM CAMPO USO DE PALM-TOPs NA AQUISIÇÃO DE DADOS