Deterioração dos Pavimentos Asfálticos

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS Deterioração dos Pavimentos Asfálticos Prof.: Raul Lobato

2 Aula 02 Deterioração de Pavimentos Asfálticos: Desempenho Funcional; Desempenho Estrutural; Mecanismos de Trincamento; Mecanismos de Deformação; Mecanismos de Desagregação; Desempenho quanto à Segurança; Gatilhos para a Restauração; Interação entre os defeitos; Evolução da Deterioração.

3 Deterioração dos Pavimentos Asfálticos Os pavimentos são concebidos para durarem um determinado período. Durante cada um destes períodos ou ciclos de vida, o pavimento inicia numa condição ótima até alcançar um condição ruim. O decréscimo da condição ou da serventia do pavimento ao longo do tempo é conhecida como deterioração do pavimento CAUSAS DA DETERIORAÇÃO PROGRAMAÇÃO TÉCNICA Avaliação Funcional e Estrutural

4 Desempenho Funcional Refere-se à capacidade do pavimento em proporcionar uma superfície com boas condições de rolamento (SERVENTIA) AVALIAÇÕES SUBJETIVAS AVALIAÇÕES OBJETIVAS IRREGULARIDADE LONGITUDINAL RELAÇÃO PATOLOGIAS X IRREGULARIDADE LONGITUDINAL (DIAGRAMA)

5 Desempenho Estrutural Refere-se a capacidade que um pavimento têm em manter sua integridade estrutural sem apresentar falhas significativas PATOLOGIAS ENSAIOS ESPECIAIS IDENTIFICAÇÃO DA TÉCNICA ESTADOS LIMITES DE TRINCAMENTO, DEFORMAÇÃO OU DESAGREGAÇÃO

6 Mecanismos de Trincamento OS REVESTIMENTOS BETUMINOSOS TENDEM A TRINCAR EM ALGUM ESTÁGIO DE SUAS VIDAS SOB AS AÇÕES COMBINADAS DO TRÁFEGO E DAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS. ENTRADA DE ÁGUA DEFORMAÇÕES NA TRILHA DE RODA DESINTEGRAÇÃO DO REVESTIMENTO IRREGULARIDADE LONGITUDINAL TRINCAS POR FADIGA NECESSIDADE DE RESTAURAÇÃO EM UM CURTO PRAZO TRINCAS POR ENVELHECIMENTO TRINCAS POR REFLEXÃO

7 Trincas por fadiga EFEITOS CUMULATIVOS DO CARREGAMENTO SUCESSIVO TRINCAS COURO DE JACARÉ NAS TRILHAS DE RODA RIGIDEZ E TEOR DE ASFALTO DA MISTURA BETUMINOSA

8 Trincas por envelhecimento LIGANTE BETUMINOSO EXPOSOTO AO AR VARIAÇÃO DE TEMPERATURA Trincas por reflexão TRINCAMENTO EXISTENTE EM CAMADAS INFERIORES APRESENTAÇÃO SOB QUALQUER TIPO DE TRINCA Outros Tipos UMIDADE NO ACOSTAMENTO RUPTURA DE ATERROS RETRAÇÃO RECALQUE DO TERRENO DE FUNDAÇÃO

9 Mecanismos das deformações DEFORMAÇÕES PERMANENTES AFUNDAMENTOS NAS TRILHAS DE RODA DEFORMAÇÕES PLÁSTICAS NO REVESTIMENTO DEPRESSÕES ESSES DEFEITOS CAUSAM ACRÉSCIMO DE IRREGULARIDADE LONGITUDINAL DINÂMICA DAS CARGAS, QUALIDADE DE ROLAMENTO, CUSTO OPERACIONAL DOS VEÍCULOS E RISCO À SEGURANÇA DOS USUÁRIOS (ACÚMULO DE ÁGUA) PODEM ESTAR ASSOCIADAS AO TRÁFEGO OU NÃO

10 Mecanismos das deformações DEFORMAÇÕES PERMANENTES ASSOCIADAS AO TRÁFEGO AFUNDAMENTOS, SOLEVAMENTOS, DESLIZAMENTOS AFUNDAMENTOS CANALIZADOS NAS TRILHAS DE RODA FLUÊNCIA PLÁSTICA, CISALHAMENTO (DESLIZAMENTO) MATERIAIS DE COMPORTAMENTO VISCOSO REPETIÇÕES DE CARGAS DENSIFICAÇÃO COMPATAÇÃO! FLUÊNCIA PLÁSTICA SELEÇÃO DOS MATERIAIS

11 Mecanismos de deformação A densificação e a fluência plástica são dois mecanismos associados às deformações que são causados pela ação do tráfego. A densificação envolve uma diminuição do volume no material, implicando numa maior aproximação ou eventual restauração das partículas constituintes do material. A densificação em pavimentos pode usualmente ser controlada pela compactação adequada no momento da construção do pavimento. Quanto mais compactado estiver um material, maior será sua resistência ao cisalhamento e menor será sua susceptibilidade ao ingresso de água.

12 Mecanismos de deformação A fluência plástica é outro mecanismo, que pressupõe a constância de volume e dá origem a movimentos cisalhantes geradores de depressões e solevamentos. Isso ocorre quando os esforços induzidos pelo carregamento excedem a resistência ao cisalhamento dos materiais ou são suficientes para induzir o recalque. A fluência plástica nos pavimentos pode ser controlada na fase de projeto pela seleção de materiais, de acordo com sua resistência ao cisalhamento. Por exemplo, o ISC Índice de Suporte Califórnia para solos e a estabilidade Marshall para misturas betuminosas.

13 Mecanismos das deformações DEFORMAÇÕES PERMANENTES ASSOCIADAS AO TRÁFEGO

14 Mecanismos das deformações DEFORMAÇÕES PERMANENTES

15 Mecanismos das deformações CURVAS TÍPICAS DE DEFORMAÇÃO FLUÊNCIA PLÁSTICA PROBLEMAS SAZONAIS

16 Mecanismos da desagregação Perda do agregado superficial devido à fratura mecânica do filme do ligante ou pela perda de adesão entre o ligante e o agregado RUPTURA MECÂNICA A FRATURA MECÂNICA DO FILME DE LIGANTE QUE ENVOLVE O AGREGADO OCORRE QUANDO O LIGANTE TORNA-SE MUITO ENDURECIDO OU O FILME MUITO ESBELTO, PARA FAZER FRENTE AOS ESFORÇOS GERADOS NA ÁREA DE CONTATO PNEU-PAVIMENTO

17 Mecanismos da desagregação Perda do agregado superficial devido à fratura mecânica do filme do ligante ou pela perda de adesão entre o ligante e o agregado DESGATES O DESGASTE COMEÇA A ACONTECER QUANDO A VISCOSIDADE DO LIGANTE CAI SIGNIFICATIVAMENTE DEVIDO À EVAPORAÇÃO DOS ÓLEOS MAIS LEVES DO CIMENTO ASFÁLTICO. ISSO OCORRE DEVIDO AO AQUECIMENTO EXAGERADO NA USINAGEM OU A OXIDAÇÃO DURANTE LONGA EXPOSIÇÃO ÀS TEMPERATURAS AMBIENTAIS

18 Mecanismos da desagregação Perda do agregado superficial devido à fratura mecânica do filme do ligante ou pela perda de adesão entre o ligante e o agregado PERDA DE ADESÃO A PERDA DE ADESÃO ENTRE O FILME DE LIGANTE E A PARTÍCULA DE AGREGADO DEVE-SE GERALMENTE PELA PRESENÇA DE ÁGUA OU CONTAMINAÇÃO DO AGREGADO. OS AGREGADOS HIDROFÍLICOS, SÃO PARTICULARMENTE SUSCEPTÍVEIS AO DESLOCAMENTO DA PELÍCULA ASFÁLTICA NA PRESENÇA DE ÁGUA. O USO DE MELHORADORES DE ADESIVIDADE, COMO A CAL HIDRATADA E OS SAIS DE AMINA, TEM SE MOSTRADO CAPAZES DE MELHORAR A ADESIVIDADE EM ALGUNS CASOS

19 Mecanismos da desagregação Perda do agregado superficial devido à fratura mecânica do filme do ligante ou pela perda de adesão entre o ligante e o agregado PERDA DE ADESÃO A PERDA DE ADESÃO PODE OCORRER TAMBÉM SE O PÓ EXISTENTE NA SUPERFÍCIE DO AGREGADO EVITAR QUE O FILME DE LIGANTE DESENVOLVA UMA LIGAÇÃO PLENA COM O AGREGADO. O USO DE PEDRAS LIMPAS É VITAL PARA UM BOM SERVIÇO, PRINCIPALMENTE NOS TRATAMENTOS SUPERFICIAIS. A PERDA DA ADESIVIDADE É PORTANTO CONTROLÁVEL POR MEIO DE ESPECIFICAÇÕES CONSTRUTIVAS RELATIVAS AO TIPO DE PEDRA A SER UTILIZADA, AO PROCESSO DE LIMPEZA E AOS EVENTUAIS MELHORADORES DE ADESIVIDADE NECESSÁRIOS

20 Adequação Estrutural Mesmo quando um pavimento não apresenta falhas estruturais significativas, é usual a adoção de algum reforço com o objetivo de readequar um pavimento para uma nova demanda de tráfego; A avaliação da capacidade estrutural de um pavimento pode ser feita com base nas características de resistência das camadas ou por meio de ensaios não destrutivos; Conhecendo-se a capacidade estrutural do pavimento existente e da estimativa do tráfego futuro é possível definir a natureza e as características das intervenções para suporte da nova demanda de tráfego.

21 Desempenho quanto à segurança AS CARACTERÍSTICAS DE UM PAVIMENTO QUE PODEM CONDUZIR RECOMENDAÇÕES DE AÇÕES CORRETIVAS DEVIDO A SEGURANÇA SÃO: A RESISTÊNCIA Â DERRAPAGEM E O POTENCIAL DE HIDROPLANAGEM RESISTÊNCIA À DERRAPAGEM É A FORÇA DE ATRITO DESENVOLVIDA PELO BLOQUEIO DE UM PNEU EM MOVIMENTO SOBRE A SUPERFÍCIE DE UM PAVIMENTO USUALMENTE EXPRESSO PELO INTERNATIONAL FRICTION INDEX O POTENCIAL DE HIDROPLANAGEM FILME DE ÁGUA SOBRE O REVESTIMENTO AFUNDAMENTO NAS TRILHAS DE RODA - ARMAZENAMENTO

22 Gatilhos para Restauração O desempenho do pavimento (funcional, estrutural e relacionado à segurança) devem ser levados em consideração no processo de estabelecimento da necessidade de restaurá-lo ou não. Brasil: IRI 3,5

23 Gatilhos para Restauração DEFEITOS DE SUPERFÍCIE TRINCAMENTO DESGASTE PANELA AFUNDAMENTO NAS TRILHAS DE RODA IRREGULARIDADE LONGITUDINAL RESISTÊNCIA À DERRAPAGEM AÇÃO DO TRÁFEGO

24 Interação entre os defeitos MECANISMOS DE DETERIORAÇÃO X CARACTERÍSTICAS DO REVESTIMENTO TRÁFEGO (DEFORMAÇÕES) INTEMPÉRIES FADIGA DAS CAMADAS TRINCAMENTO E DESAGREGAÇÃO TRINCAS DESAGREGAÇÃO DAS BORDAS DAS TRINCAS ARRANCAMENTO DE PLACAS E FORMAÇÃO DE PANELAS ÁGUA (DETERIOÇÃO DOS MATERIAIS) IRREGULARIDADE LONGITUDINAL FLUXOGRAMA MAIOR VELOCIDADE DE DEFORMAÇÃO

25 Evolução da Deterioração CONSERVAÇÃO (BAIXO CUSTO) QUALIDADE DOS MATERIAIS TRÁFEGO CAPACIDADE DE SUPORTE

26 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS Deterioração dos Pavimentos Asfálticos raul.lobatto@hotmail.com